The Rieter Manual of Spinning Volume 1 1921-v1 tr ..., pages 1-20
Transkript
The Rieter Manual of Spinning Volume 1 1921-v1 tr ..., pages 1-20
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 Rieter İplikçilik El Kitabı Cilt 1 – Kısa Lif İplikçilik Teknolojisi Werner Klein 3 4 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi GENEL AÇIKLAMA Cilt 1 – Kısa Lif İplikçiliği Teknolojisi Cilt 5 – Rotor İplikçilik 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. 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 Cilt 6 – Alternatif Eğirme Sistemleri 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. 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 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 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. 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. 5 6 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 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 7 8 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 9 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi IÇİNDEKİLER İplikçiliğe giriş 1. İplik üretimini etkileyen bir faktör olarak hammadde 1.1. Hammadde özellikleri 1.2. Lif inceliği 1.2.1. İnceliğin etkisi 1.2.2. İncelik özellikleri 1.2.3. Lif Olgunluğu 1.3. Lif uzunluğu 1.3.1. Uzunluğun etkisi 1.3.2. Stapel diyagramı 1.3.3. Çeşitli diyagram tipleri 1.3.3.1. Dikdörtgen stapel diyagramı 1.3.3.2. Üçgen stapel diyagramı 1.3.3.3. Yamuk stapel diyagramı 1.3.3.4. Basamaklı stapel diyagramı 1.3.3.5. Fibrogram 1.3.4. Uzunluğun tanımlanması 1.3.5. Kısa liflerin oranı 1.4. Lif mukavemeti 1.5. Lif uzaması 1.6. İncelik oranı (sertlik) 1.7. Lif temizliği 1.7.1. Yabancı maddeler 1.7.2. Neps 1.7.3. Toz 1.7.3.1. Tanım 1.7.3.2. Tozun yol açtığı problemler 1.8. Kimyasal birikimler (yapışkan maddeler) 1.9. Lif etkilerinin relatif önemi 2. Açma 2.1. Açmanın amacı 2.2. Açma işleminin tipi ve derecesi 2.3. Açma işleminin yoğunluğu 2.4. Açma ve temizleme hakkında genel düşünceler 2.5. Taraklama 2.5.1. Taraklamanın amacı 2.5.2. Garnitürlerin yerleşimi 2.5.2.1. Taraklama düzeni 2.5.2.2. Sıyırma düzeni 2.5.3. Lifler üzerine uygulanan kuvvetler 2.5.3.1. Taraklama düzeni 2.5.3.2. Sıyırma düzeni 2.5.3.3. Merkezkaç kuvvetleri 2.5.4. Lif transfer faktörü 2.5.5. Tarakta en önemli çalışma bölgeleri 11 13 13 13 13 13 14 14 14 14 15 15 15 15 16 16 16 17 17 18 18 18 18 19 20 20 20 21 21 23 23 23 25 25 25 25 25 26 26 26 26 26 27 27 27 2.5.5.1. Besleme silindiri ve Brizör arasında ön açma 2.5.5.2. Tambur ve şapkalar arasında taraklama 2.5.5.3. Penyörde transfer bölgesi 2.6. Lif kancalarının düzeltilmesi 2.6.1. Düzeltme işlemi 2.6.2. Gerekli makina pasajı sayısı 3. Temizleme 3.1. Uzaklaştırılacak yabancı maddeler 3.2. Temizleme olanakları 3.3. Izgara ve bıçaklar 3.4. Etkileyen faktörler 3.5. Temizleme derecesi ve temizlemeye karşı direnç 3.6. Toz uzaklaştırma 4. Karıştırma 4.1. Karıştrmanın amacı 4.2. Karışımın değerlendirilmesi 4.3. Karışımın bozulması 4.4. Karışım işleminin çeşitleri 4.4.1. Olanaklar 4.4.2. Balya karıştırma 4.4.3. Tutam karıştırma 4.4.4. Vatka karıştırma 4.4.5. Tülbent karıştırma 4.4.6. Şerit karıştırma 4.4.7. Lif karıştırma 4.4.8. Fitil karıştırma 4.5. Karıştırma prosedürleri 4.5.1. Karışım işlemlerinde aşamalar 4.5.2. Dozajlama 5. İplik kütle düzgünsüzlüğünün azaltılması 5.1. İplik kütle düzgünsüzlüğü 5.1.1. Düzgünsüzlük limiti 5.1.2. Proses sırasında düzgünlükteki bozulma 5.1.3. Farklı uzunluklar boyunca düzgünsüzlük 5.2. Dengelemek için temel olanaklar 5.3. Dublaj 5.3.1. Ortalama etki 5.3.2. Çapraz dublaj 5.3.3. Geri dublaj 5.4. Regüle 5.4.1. Ölçme, açık – ve kapalı – devre kontrolü 5.4.2. Açık devre kontrolü 5.4.3. Kapalı devre kontrolü 5.4.4. Çekimin ayarlanması 5.5. Aynı anda bükümle birlikte çekim 27 27 28 28 28 29 31 31 31 32 32 32 33 35 35 35 35 36 36 36 36 36 37 37 37 37 37 37 38 39 39 39 39 39 40 40 40 40 40 41 41 41 41 42 42 10 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 6. İnceltme (çekim) 6.1. Çekim sisteminde çekim 6.1.1. Çekim ve inceltme 6.1.2. Çekim işlemi 6.2. Çekim sisteminde Çekme işlemi 6.2.1. Çekim kuvveti 6.2.2. Stick-slip hareketi (Yapışma – kayma hareketi) 6.3. Çekim bölgesinde liflerin davranışı 6.3.1. Liflerin yönlendirilmesi 6.3.2. Yüzen lifler 6.4. Sürtünme bölgesi 6.4.1. Elyaf sürtünme bölgesi 6.4.2. Etkileyen faktörler 6.5. Çekimin dağılımı 6.6. Diğer çekim olanakları 6.6.1. Vargel Eğirme 6.6.2. Açıcı silindirde çekim 6.7. Çekimin ilave etkileri 7. İplik oluşumu 7.1. İplik üretimi için liflerin bir araya getirilmesi 7.1.1. Liflerin düzenlenmesi 7.1.2. İplik kesitindeki lif adedi 7.1.3. Liflerin yerleşimi 7.1.4. İplik içerisinde liflerin düzeni 7.1.5. İplik yapısındaki liflerin pozisyonu 7.1.5.1. Ring iplikleri 7.1.5.2. Open-end iplikler 7.1.5.3. Sarımlı İplikler 7.1.5.4. Hava jetli İplikler 7.1.6. İplik yapısı 7.2. Lif göçü 7.3. Mukavemetin sağlanması 7.3.1. Mukavemetin sağlanması için olasılıklar 7.3.2. Gerçek büküm (ring ipliği referans alınarak açıklanmıştır) 7.3.2.1. Büküm yönü 7.3.2.2. Büküm ve mukavemet 7.3.2.3. İpliğin eninde ve boyunda deformasyon 7.3.2.4. Büküm formülleri 7.3.2.5. Büküm denkleminin çıkarılması 7.3.3. Yalancı büküm 7.3.3.1. İşlemin esasları 7.3.3.2. Yalancı büküm ile mukavemet sağlamak 7.3.3.3. Eğirme işleminin diğer yerlerinde yalancı büküm 7.3.4. Self-twist 43 43 43 43 43 43 44 45 45 45 46 46 46 47 47 47 47 47 49 49 49 49 49 49 50 50 50 51 51 51 52 52 52 53 53 53 53 54 55 56 56 56 57 57 8. Materyalin ambalajlanmasi 8.1. Materyal taşıyıcılar 8.1.1. Materyal taşıyıcılar ve nakliye 8.1.2. Bobin formları 8.1.2.1. Sınıflandırma 8.1.2.2. İç destekli olup da en fazla kullanılan ambalaj çeşitleri 8.2. Kova içine yerleştirme 8.2.1. Şeridin yerleştirilmesi 8.2.2. Geniş ve dar sarım halkaları (sarmallar) 8.2.3. Şeridin bükülmesi 8.3. Vatka elde ederek ve rulo yaparak sarma 8.4. Fitil bobinlerinin sarılması 8.4.1. Bobinin oluşumu 8.4.2. Hız ilişkileri 8.4.3. Sarım prensibi 8.5. Kopsun sarılması 8.5.1. Kopsun oluşumu 8.5.1.1. Kopsun şekli 8.5.1.2. Tabanın oluşumu 8.5.1.3. Konik tabakaların oluşumu 8.5.2. Sarım işlemi 8.5.2.1. Sarım prensibi 8.5.2.2. Kopçanın hızındaki varyasyon 8.5.2.3. İplik bükümündeki varyasyon 8.5.3. Kopça kullanılarak yapılan sarım esnasında kuvvet ve gerilim bağıntıları 8.5.3.1. Ön açıklamalar 8.5.3.2. Bilezik düzleminde kopçadaki durumlar 8.5.3.3. Kuvvetlerde değişiklik 8.5.3.4. İğ ekseni doğrultusundaki düzlemde kopça durumları 8.5.3.5. Durumlardaki değişiklikler 8.5.3.6. Teğet düzlemde kopça durumları 8.5.3.7. Balon gerilimi 8.5.4. Kopça üzerine etkileri 9. Kalite güvence 9.1. Zorunluluk 9.2. İplikhane Bilgi sisteminin yapısı (MIS) 9.3. Rieter “SPIDERweb” İplikhane Bilgi Sistemi (İplikhane izleme Sistemi) 9.4. Açıklama Kaynaklar Şekiller 59 59 59 59 59 59 61 61 61 62 62 63 63 63 64 64 64 64 65 66 66 66 67 67 67 67 68 69 69 70 71 71 72 73 73 73 73 74 75 77 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 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 ilgiliyken, 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 Kısa lif iplikçiliğinde kullanılan makinalar Açma • harman hallaç makinaları • tarak • OE rotor iplik makinası Temizleme • • • • • Karıştırma • harman hallaç makinaları • tarak (lif karıştırma) • cer Paralelleştirme • • • • • Birleştirme • tarak • penye • OE rotor iplik makinası Düzgünleştirme • regüleli tarak • cer • OE rotor iplik makinası İnceltme • • • • Mukavemet kazandırma • iplik makinaları Bobinleme • fitil • İplik makinaları temizleme makinaları tarak penye cer (toz uzaklaştırma) rotor iplik makinası tarak penye cer fitil iplik makinaları tarak cer fitil iplik makinaları Tablo 1 – Kısa lif iplikçiliğinde kullanılan makinalar 11 12 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 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 = kütle (dg) km 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). 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. 13 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. 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. 1.2.3. Lif Olgunluğu 1.3.2. Stapel diyagramı 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 %5080`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]. Uzunluk [mm] 50 40 30 20 10 0 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. 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. 1.3. Lif uzunluğu 1.3.1. Uzunluğun etkisi Uzunluk [mm] Lif uzunluğu da en önemli üç lif özelliğinden birisidir. • Eğirme limitini; • İplik mukavemetini; • İplik düzgünlüğünü; • Ürünün tutumunu; • Ürünün parlaklığını; • İplik tüylülüğünü; • Verimliliği etkilemektedir. 50 40 30 20 10 Verimlilik: • Kopuş sayısı; • Telef miktarı; • Gerekli büküm sayısı (tuşeyi etkileyen); • Genel eğirme koşullarından etkilenmektedir. 0 0 20 40 60 Şekil 2 – Ağırlık esaslı stapel diyagramı 80 100 Toplam [%] Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 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: l̄W = l̄N + 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 s2 l̄N Ağırlık esaslı diyagramda l̄W ortalama lif uzunluğu; l̄N 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, AFISSistemi ile mümkündür. 1.3.3. Çeşitli diyagram tipleri 1.3.3.1. Dikdörtgen 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 Uzunluk [mm] 40 50 30 40 20 30 10 20 0 0 25 50 75 100 Toplam [%] 10 0 0 25 50 75 Şekil 3 – Stapel diyagramı, dikdörtgen stapel diyagramı 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. 15 16 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 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. 1.3.3.4. Basamaklı stapel diyagramı L [mm] 50 40 30 1.3.4. Uzunluğun tanımlanması 20 10 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. 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). 1.3.3.5. Fibrogram [%] 100 75 50 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. 25 0 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. 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 0 – X S 10 0 25 50 75 100 [%] Şekil 8 – Ağırlık esaslı uzunlukların stapel diyagramı Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi %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 kul- lanılamayan 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. 17 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. 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 1.6. İncelik oranı (sertlik) Lif sertliği (Şekil 9), başlıca sarım, döndürme ve bükme hareketlerinde yer aldığında önemli bir rol oynamaktadır. Yapışkan kontaminasyonlar • yapışkan sıvı (böcek şekeri) • gres, yağ, katran • katkı maddeleri Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Diğer yabancı maddeler • metal parçaları • kumaş parçaları • ambalaj materyali (çoğu polimer materyal) 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. 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). 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 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 A strict good middling good middling strict middling middling SGM GM SM 1 2 3 10 9 8 7 6 B [%] 5 4 3 2 1 0 Şekil 10 – Farklı sınıflardaki pamukta telef oranları A, sınıflandırma; B, yüzde olarak çöpel miktarı strict low middling low middling strict good ordinary good ordinary M SLM LM SGO GO 4 5 6 7 8 19 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. çaları, %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. Toz 1.7.3.1. Tanım Çalışanda oluşan ilave stres: • toz, gözler ve burun için hoş değildir; • alerjiye yol açabilir; • solunumla ilgili hastalıklara yol açabilir (byssinosis). 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: 1.7.3.2. Tozun yol açtığı problemler Leifeld [6], aşağıdaki problemleri, tozun yol açtığı problemler olarak sıralamaktadır. Çevresel problemler: • toz birikimi; • makinalar üzerine düşebilen birikimler; • havalandırmanın kirlenmesi. PARÇA BÜYÜKLÜĞÜ (μm) Çepel 500’ün üstü Toz 50-500 Mikro toz 15-50 Solunabilir toz 15’in altı Üründe oluşan etkiler: • doğrudan kalite bozulmaları; • veya İndirekt olarak makina hataları. Uluslararası Tekstil Bülteni [4] tarafından yayınlanan bir makale, mikro tozun %50-80 lif parçaları, yaprak ve sap par- 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 [Fmax/tex] Kopma uzaması [Emax%] 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 Şekil 11 – Uster Technologies [23]`e göre lif özellikleri ile iplik özellikleri arasındaki korelasyon Çok az ya da hiç olmayan korelasyon (Bilinmeyen ilişki) Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 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. 1.8. 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 Ballık; Mantar ve bakteri Yapısı bozulmuş ürünler; Bitkisel maddeler Bitki meyveleri, yaprak nektarı, mumsu tabakanın tekrar oluşumundan gelen şeker; Yağlar Çırçırlamada oluşan tohum yağı; 1.9. Lif etkilerinin relatif önemi Patojenler Sentetik maddeler Defoliant, böcek ilaçları, gübreler, hasat makinalarından gelen yağlar. 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. 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. İPLİK KOPMA MUKAVEMETİ ÖZELLİKLERİNİ ETKİLEYEN LİF ÖZELLİKLERİ Rotor iplik Nec 26 / 23 tex Ring iplik Nec 26 / 23 tex Uzunluk %22 Uzunluk üniformitesi %20 Mukavemet %20 Uzunluk %12 Uzunluk üniformitesi %17 Mukavemet %24 Microner %14 Microner %15 Uzama %5 Uzama %8 Renk/parlaklık %3 Açıklanamayan %12 Çepel miktarı %3 Şekil 12 – Sasser’e [24] göre iplik mukavemetine lif özelliklerinin etkisi Açıklanamayan %13 Renk/parlaklık %6 Çepel miktarı %6 21 22 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 2. AÇMA 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. 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. Açma işlemleri Koparma Görünüş Tip 2.1. Açmanın amacı Açıcı donanım Açıklama Silindirler Yaygın olarak kullanılan küçük çap, örneğin kademeli temizleyiciler. Tamburlar Çapı daha geniş Örneğin,. tek silindirli temizleyiciler İğneli mil Çok sayıda dövücü çubuk içeren mil nadiren kullanılmaktadır. Çoklu bıçaklı dövücü İki, üç veya daha fazla kol günümüzde sadece eski harman hallaç hatlarında kullanılır. Çivili hasır İğnelerin yerleştirildiği mil etrafında döner tahta ya da plastik çubuklu sonsuz bant zedelemeden açma sağlar. Batör Balya yolucuda ve karıştırmada kullanılan çengelli kol (her ikiside güncelliğini kaybetmiş). Taraklama çubukları veya plakaları Tarağın taraklama tamburu ile ilgili parçalar Tablo 2 – Açıcı donanımlar Açma tipi Açma Koparma x xx Açma Şiddeti Hassasiyet ++ +++ ++++ + Açıklamalar Balya açıcıda. Haznede önemli ölçüde düşme olduğunda neps oluşur. Yolma xxxx Ayırma x xx ++ +++ 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 (x) Tablo 3 – Açma çeşitleri – Tarak ve rotor iplik makinasinde. Tek liflere ayırmanın tek yolu. Balya açıcı, çok hassas. Son derece az açma etkisi, örneğin, nakil kanallarında. 23 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/cm3) 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 10 101 102 103 104 V M1 M2 M3 M4 M5 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 6 10-6 10-5 5 A 10-4 Konvansiyonel 4 3 10-3 10-2 2 UNIfloc A 10 10-1 UNIfloc A 11 100 101 102 1 103 B B Şekil 13 – Açma derecesinin üretimle olan ilişkisi A, açma derecesi (tutam ağırlığı, mg); B, materyal üretim miktarı (kg/saat) 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. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 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. 25 26 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Her iki garnitür yüzeyinin dişleri, aynı yöndedir (Şekil 17). Bu yerleşim, Brizör/tambur bölgesinde tipik bir yerleşimdir. Burada materyalin bir garnitür yüzeyinden diğerine oldukça fazla bir materyal transferi söz konusudur, v1 , v2 `den daha büyük olmalıdır (besleme garnitürleri). 2.5.2.1. Taraklama düzeni V2 2.5.3. Lifler üzerine uygulanan kuvvetler 2.5.3.1. Taraklama düzeni K E F F E K V1 Şekil 16 – Taraklama düzeni Dişler, zıt yönlere bakmaktadır (Şekil 16). Bu yerleşim, tambur ile şapkalar ve ayrıca tambur ile penyör arasındaki tipik yerleşimdir. Taraklamanın gerçekleşmesi için, v1 , v2 den daha yüksek olmalı veya v2 v1‘e göre ters yönde olmalıdır. Bu işlemde, lifler çekilmekte, ayrılmakta ve hizalanmaktadır. 2.5.2.2. Sıyırma düzeni V2 Şekil 18 – Taraklama düzeninde kuvvetler Bir lif, uçları birbirinden uzaklaşan iki diş üzerinde sürtünme ile tutunursa, her iki taraftan çekme nedeniyle eksenel yönde lif üzerine F çekme kuvvetleri uygulanır (Şekil 18). Lifler, eğimli yüzeylerin üzerinde durduğundan, bu çekme kuvveti, K ve lifleri garnitürlerin içerisine çeken E bileşenlerine paralel kenar yöntemiyle ayrılabilir. Garnitürlerin lifleri tutabilme kapasitesi, bu bileşenlere bağlıdır. K parametresi, lifleri, diğer garnitür yüzeyinin uçlarına doğru bastıran taraklama bileşenidir. Lifler, diğer garnitür yüzeyi ile yakın temastadır ve yoğun bir şekilde işlenmektedir. 2.5.3.2. Sıyırma düzeni D K F F A V1 Şekil 17 – Sıyırma düzeni Şekil 19 – Sıyırma düzeninde kuvvetler E Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Sıyırma düzeninde, bir diş üzerinde uygulanan kuvvetlerin yönleri değişmiştir (Şekil 19). F kuvvetinin bileşenlerine ayrılmasıyla, lifi diş üzerine bastıran D kuvveti ve lifi diş üzerine itmeye çalışan düz bir bileşen A kuvveti oluşmaktadır. Lif diğer dişi yakalar ve sıyrılır. 2.5.3.3. Merkezkaç kuvvetleri Merkezkaç kuvveti, makina parçaları tarafından üretilen kuvvetlerin üzerine eklenmektedir. Ancak, farkına varılabilir etkiler üretmek için, önemli hızlar gereklidir ve bu hızlar, özellikle tamburda ve bir dereceye kadar brizörde oluşmaktadır. Merkezkaç kuvvetleri, özellikle tamburdan uzak doğrultularda etkilidir ve hem liflerin hem de yabancı madde parçacıklarının üzerine uygulanmaktadır. Buna rağmen, lifler atılmaz (en azından daha uzun olanlar), çünkü dönüş nedeniyle yüksek hava direnci, lifleri şapkadan tekrar tamburun yüzeyine doğru bastırır. Diğer tüm kuvvetlerle kıyaslandığında, merkezkaç kuvvetleri, çepel ve kısa liflerin göz önünde bulundurulduğu durum dışında çok az önemlidir. Bu durumda, merkezkaç kuvvetleri, tamburdan şapkalara doğru çepel ve kısa liflerin transferini desteklemektedir. 2.5.4. Lif transfer faktörü Taraklama düzeninde, dişler tarafından uygulanan kuvvetlere bakıldığında, diğer tüm şeyler aynı olmak üzere, hangi diş ucu üzerinde lifin yakalanmış olarak kalacağının şans işi olduğu görülmektedir. Böyle rasgele bir sonuç her yerde kabul edilemez. Tambura göre taraklama düzeninde olmasına rağmen penyörün liflerin bir kısmını alması gerekmektedir. Bu ancak aşağıdaki durumlarda penyörün koşulları geliştirildiğinde mümkündür: • Penyör garnitüründe arttırılmış bir diş yoğunluğu (rijit garnitür telleri ile daha fazla kullanılmaz) • Penyör garnitürü için daha geniş bir taraklama açısına sahip bir garnitür kullanarak taraklama kapasitesini destekleme ve böylece artan bir çekim bileşene E elde etme • Sık sık bileme yaparak, garnitürlerin yakalama etkisini iyileştirme • Penyör garnitürlerini temiz tutma ve sürekli olarak vatkayı çekerek açmak • Tambur ile penör arasında çok daha dar bir ayar • Tambur ile penyör arasındaki dar aralıkta özel hava akımı koşulları ile liflerin transferini destekleme. Bu önlemlerle bile, transfer lehine oranlar 50:50 bile değildir. Artzt ve Schreiber [11]`e göre, sert garnitür teli ile transfer faktörü sadece 0.2-0.3`dır. Bu da ortalama olarak, bir lifin penyöre geçmeden önce tamburda üç ile beş kez dönmesi demektir. Etki, liflerin tambura güçlü adhezyonu ile sağlanmaktadır, sürekli hareket sırasında tambura çekilen lifler, şapkalara geçmektedir. 2.5.5. Tarakta en önemli çalışma bölgeleri 2.5.5.1. Besleme silindiri ve Brizör arasında ön açma Bu bölge, tarağın en sorunlu bölgesidir çünkü brizör, çok büyük bir kuvvetle, her bir tutamı, oldukça kalın besleme tabakalarına parçalamak zorundadır. Burada lif hasarından nadiren kaçınılabilinir. Ancak, sadece lifler üzerindeki gerilim önemli değildir. Taraklamanın kalitesinin direkt olarak bağlı olduğu açma derecesi de önemlidir – daha yüksek olması tarağın daha yüksek üretim hızı demektir. Açmanın miktarı, temizleme derecesi ve her şeyden önce hammaddede oluşan hasar aşağıdakilerden etkilenebilir: • beslenen tabakanın kalınlığı; • beslenen tabakanın yoğunluğu; • beslenen tabakanın düzgünlüğü; • çıkış hızı; • silindirlerin dönüş hızı; • silindir garnitürleri; • besleme plakasının şekli; • besleme plakasının düzenlemesi (aynı yönde ya da ters yönde dönme). Diğer taraftan, Brizör kaba yabancı maddelerin esas uzaklaştırma bölgesidir. 2.5.5.2. Tambur ve şapkalar arasında taraklama Tarağın esas görevi olan materyalin tek liflere ayrılması, tambur ile şapka arasında gerçekleşmektedir. Sadece bu lif ayrımı aracılığıyla, özellikle daha ince parçalar ve toz gibi son kalan kirleri uzaklaştırmak mümkündür. Bu parçalar, şapkalara, uzaklaştırma sistemine geçmekte veya dökülmektedir. Bir şapka çalışma alanına hareket ettiğinde, öncelikle dolar. Bu oldukça hızlı bir şekilde gerçekleşir yani, sadece birkaç şapka çalışma alanına doğru hareket ettiğinde. Daha sonra, daha fazla lif alımı nadiren olur, sadece taraklama gerçekleşir. Dolayısıyla, bir lif tutamı, ilk birkaç şapkada yerini bulmazsa, açılması zor olur. 27 28 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Çalışma yüzeyleri arasında lif yuvarlanacak ve genellikle neps oluşumuna yol açacaktır [13]. Bu çalışma pozisyonunda aynı şekilde önemli olan, nepsin azalmasıdır. Kaufmann [12], tüm nepslerin %75`inin tekrar açılabileceğini ve bunların yaklaşık %60ının gerçekte açıldığını belirtmiştir. Geri kalan %40 oranındaki açılabilir nepslerin: • %30-33u banda geçmekte; • %5-6ı, şapka telefi olarak uzaklaştırılmakta; • %2-4 ü, telefle uzaklaştırılmaktadır. Ayırmanın yoğunluğu aşağıdakilere bağlıdır: • garnitürlerin keskinliğine; • tamburun şapkalardan uzaklığına; • garnitürlerin diş yoğunluğuna; • brizörün hızına (yüksek, fakat çok yüksek değil); • penyörün hızına (yüksek, fakat çok yüksek değil). A T 2.5.5.3. Penyörde transfer bölgesi Tambur ile penyör arasındaki garnitürlerin yerleşimi, tahmin edilebileceği gibi sıyırma düzeni değil, taraklama düzenidir. Bu düzen, istenilen etkinin alınabilmesi ve son olarak bir tülbent oluşturmak için tek yoldur. Hem avantajları hem de dezavantajları vardır. Avantaj, burada ilave bir taraklama faaliyetinin elde edilmesidir. Bu önemlidir, çünkü liflerin işlenmesi şapkalardaki işlemeden bir dereceye kadar ayrılmaktadır. Bu noktada, dikkat edilmesi gereken bir dezavantaj, kancaların oluşumudur. Transferden önce, liflerin bir kısmı tamburun dişlerine bir uçlarından yakalanmış olarak kalır (Şekil 22, T). Transfer sırasında, çıkıntı yapan lifler, penyörün garnitürleri tarafından yakalanır ve alınır. Ancak, tamburun hızı penyörün hızına göre çok daha yüksek olduğundan, silindir telinin dişleri (T) lifleri dönüş doğrultusunda düzeltirken, liflerin arka uçları penyörün dişleri üzerinde yakalanmış kalmaktadır (A). Böylece, lif uçlarında kancalar oluşmaktadır. Vatkada ve daha sonra tarak bandında, lif topluluğu içerisindeki liflerin çoğunun ucunda kanca oluşmaktadır. Ancak, kanca oluşumun ciddi dezavantajları yanında, burada bahsedilen taraklama efekti de gerçekleşmektedir, çünkü ya tambur garnitürleri, penyör garnitürlerinde yakalanan lifleri taraklamakta ya da penyör garnitürleri, tambur üzerindeki lifleri taraklamaktadır. Nepsler burada halen daha açılabilir veya ayrılmayan nepsler şapkalar arasında sonraki pasajlar sırasında açılır [11, 14]. Şekil 22 – Liflerin tamburdan (T) penyöre (A) iletilmesi Taraklamanın yoğunluğu (diğer taraklama pozisyonlarında olduğu gibi) burada da aşağıdaki hususlara bağlıdır [14]: • garnitür tipi; • dişlerin yapısı; • her yüzeydeki diş sayısı; • taraklama yüzeyleri arasındaki mesafe; • hız ilişkileri; • garnitürlerin keskinliği. Silindirlerin çapları da ilişkilidir. Büyük çaplar, çalışma pozisyonlarında geniş bir temas yüzeyi oluşturmaktadır ve böylece transfer faktörünün gelişimi yanında, garnitür tarafından hammaddenin daha fazla taraklanması sağlanmaktadır. 2.6. Lif kancalarının düzeltilmesi 2.6.1. Düzeltme işlemi Daha önce de bahsedildiği gibi tarakta vatka oluşumunun bir dezavantajı, kancaların oluşumudur. Manchester, UK`de Morton ve Yen ve diğer araştırmacılar tarafından gerçekleştirilen araştırmalara göre, vatkadaki liflerin aşağıdaki kanca yapılarını gösterdiği kabul edilebilir: • %50’den fazlasında kancalar arka uçta; • yaklaşık %15’inde kancalar ön uçta; • yaklaşık %15’inde kancalar her iki uçta ve • %20’den daha azında kanca yok. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi I İplikte uzun lifleri kısa liflere dönüştüren bu tür lif kancalarının oluşumuna izin verilemez. Bu nedenle iplik oluşumundan önce uzaklaştırılmak zorundadır. Bu da aşağıdaki açıklamada olduğu gibi çekimle veya taramayla gerçekleştirilir: Çekim düzeninde, lif kancaları ya ön uç ya da arka uçta kancalar şeklinde lif yapısına gömülebilir (Şekil 23 ve Şekil 24). Öncelikle arka uçta bir kanca düşünelim (S): belirli bir süre, ger kalan lif topluluğu ile birlikte arka silindirin hızında ön silindire doğru hareket ettiği görülecektir. Lif ucu, çekim silindirinin kıstırma bölgesine geçerse, lif hızlanır. Ancak, kancanın ucu, yavaş hareket eden liflerin kısmen kalın yapısıyla hareket ettiğinden tüm lif çekim hızına ulaşamadan lif düzeltilir-kanca ortadan kalkar. Diğer taraftan, ön uçtaki kancalar (K), ön silindir tarafından hemen yakalanır ve değişmeden taşınır (Şekil 24). Ancak, penye makinası, esas olarak ön uçtaki kancaları düzeltir çünkü yuvarlak tarağın dişleri sadece bunları tutabilir (Şekil 25). II S Şekil 23 – Taraklama düzeninde arka uçtaki kancalar I II 2.6.2. Gerekli makina pasajı sayısı K Kancaları ortadan kaldırmak için, ön uçtaki kancalar penye makinasına, arka uçtaki kancalar da ring iplik makinasına yönlendirilmelidir. Şekil 26 ve Şekil 27`de görüldüğü gibi, kancaların ters dönmesi, tarak ve bu makinalar arasındaki her işlem aşamasında olmaktadır. Bundan dolayı, belirli bir makina pasaj sayısı, araya giren aşamalarda gereklidir. Tarak ve penye makinası arasında, çift sayıda pasaj olmalıdır ve tarak ile ring iplik makinası arasında tek sayı olmalıdır. Rotor eğirmede, kancaların yeniden yerleşimi daha az önemlidir [15]. Şekil 24 – Taraklama düzeninde ön uçtaki kancalar Şekil 25 – Penye makinasında ön uçtaki kancalar C D Şekil 26 – Tarak ve penye makinası arasında kancaların yerleşiminin dönüşümü C, tarak; D, bant-vatka makinası; E, katlı cer makinası; F, penye makinası E F 29 30 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi C GI Şekil 27 – Tarak ve ring iplik makinası arasında kancaların yerleşiminin dönüşümü C, tarak; GI, cer makinası I; GII, cer makinası II; H,fitil; R, ring iplik makinası G II H R Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 3. TEMİZLEME 3.1. Uzaklaştırılacak yabancı maddeler Temizlemede, yabancı maddelerin liflere yapışmasını ortadan kaldırarak, parçalara lif yapısından ayrılma olanağı vermek gerekmektedir. Bu durum genellikle beslenen materyalden tutamlar kopararak ve bu tutamları bir ızgara üzerinde hızlandırarak gerçekleştirilmektedir. Pislik, toz, yabancı madde ve neps lif yapısından uzaklaştırılmalıdır. Temizleme her zaman önemli temel bir proses olmuştur ve gittikçe daha da önemli olacaktır. Öncelikle makina ile hasat nedeniyle, daha sonra sert çırçırlama koşullarına da maruz kalarak daha fazla parçalanan pamuk çok daha fazla yabancı madde içermektedir. Diğer taraftan neredeyse tüm yeni eğirme prosesleri, konvasiyonel metotlara göre materyalin temizliği konusunda oldukça fazla beklenti gerektirmektedir. 3.2. Temizleme olanakları Doğal liflerin temizlenmesinde mevcut olanaklar genellikle üç gruba ayrılabilir: • kimyasal temizleme; • yaş temizleme (yıkama); • mekanik temizleme. Burada, genellikle sadece lif tutamlarının yüzeyindeki parçaların uzaklaştırılabildiği mekaniksel temizleme üzerinde durulacaktır. Aşağıdaki prosedürler kullanılabilir: • Dövme = düşürme; • Vurma = dışarı atma; • Sıyırma = ayırma; • Emme = ayırma; • Tarama = Uzaklaştırma; • Merkezkaç kuvvetinin kullanımı = dışarı atma. Açma makinalarında iğneler, dövücü kollar gibi elemanlarla gerçekleştirilen dövme, lif tutamlarının ızgara çubuklarına tekrarlanan çarpmasına ve böylece yabancı maddelerin aşağıya düşmesine yol açmaktadır. Bir vurma işleminde, tutamlar güçlü bir darbeye maruz kalmaktadır. Yüksek hıza ulaşan yabancı maddelerin ataleti, düşük hava direnci sayesinde açılan tutamlarınkinden aslında çok daha fazladır. Lif tutamları, döner dövücülerin çevresinde ilerlerken, yabancı maddeler, küçük boyutları nedeniyle çubuklara doğru fırlatılıp atılır, ızgara çubukları arasından telef kutusuna geçerler. Tutamlar ilerlerken, göreceli olarak yüksek sürtünme altında, yabancı maddeler makina bileşenleri, ızgara çubukları, bıçaklar ve hatta diğer liflerin üzerinde parçalara ayrılabilirler. Bu işlem, özellikle toz uzaklaştırmada önemlidir. Emiş, toz uzaklaştırmaya göre kaba parçaların uzaklaştırılmasına daha az uygundur. Taşıma havası, filtre ya da delikli tabakaların içerisine beslenmektedir; vurma ya da iletim sırasında ortaya çıkan küçük toz parçaları, çok küçük açıklıkların arasından hava yardımıyla geçmektedir. Lif tutamları ise geçemez. Taramada, iğneler, liflerin içerisine tamamen girerek, içbölgelerdeki yabancı parçaları çekip çıkarır. Bu işlem, yüzeysel bir temizlemeden öte mekaniksel temizlemenin yapıldığı tek işlemdir. Vurma işleminin gerekli olmadığı örneğin tarak makinasında merkezkaç kuvveti ön plandadır. Liflerle kıyaslandığında kütlenin yüzeye göre yüksek oranı nedeniyle, hava akımıyla lifler garnitür tellerinde kalırken, yabancı maddeler şapkalara doğru fırlatılmaktadır. Bu sistem, eski Platt firmasının “hava akımı temizleyicisi”nde çok daha yoğun bir şekilde kullanılmıştır (Şekil 28). Bu makinada, transport havasının ve materyalin (A), taşıma yönü keskin bir şekilde değiştirilmeden önce, diğer bir deyişle, 90° (E) den fazla değiştirilmeden önce, ani bir şekilde hızlandırılmaktadır (V). Lif tutamları buna uyabilir, fakat daha ağır parçalar (yabancı maddeler), telef kutusuna emişin olduğu bir yarığın içerisine doğru düşerler (C). Ancak, son yıllarda yabancı maddeler çok daha küçük hale gelmiştir, bu sistem daha fazla işlevini yerine getirmemektedir- sistem kullanılmamaktadır. B E A C V Şekil 28 – Önceden kullanılan Platt hava akımı temizleyicisi 31 32 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 3.3. Izgara ve bıçaklar Delikli yüzeyler ve taraklar dışında, lif ve yabancı maddelerin ayrılması, yabancı maddelerin geçişine izin vererek fakat aynı zamanda lifleri tutarak gerçekleşmektedir. Çoğu durumda, (dövücünün altında) bir ızgara kullanılmaktadır ve ızgaranın önüne ilave olarak bir ya da iki adet bıçak yerleştirilebilir (Şekil 29). Izgaralar, delikli saç (düşük uzaklaştırma efekti), yarıklı saç (düşük uzaklaştırma efekti); birbiri ardınca yerleşmiş kenarlı çubuklardan yapılabilir. Uzaklaştırma efektinin kontrolü, ızgara ve bıçaklar aracılığıyla gerçekleştirilebilir. Temizlemenin yoğunluğu, açma ünitesinden ızgaraya kadar olan boşluğa; açma ünitesine göre çubukların açısına, çubuklar arasındaki boşluklara bağlıdır. b a • Belirli bir optimum silindir hızının üzerinde, uzaklaştırma kapasitesinde hiçbir gelişme sağlanamaz, lifler üzerinde gerginlik ve aynı zamanda lif kaybı artmaya devam eder. • Kirli pamuk temiz pamukla karıştırıldığında kirli pamuktaki yabancı maddeler daha büyük miktardaki materyale yayıldığı için, temizleme işlemi daha zor olmaktadır. • Nemli materyaller kuru materyaller gibi temizlenemez. • Yüksek materyal hızları ve daha kalın bir besleme tabakası temizleme etkisini azaltır. 3.5. Temizleme derecesi ve temizlemeye karşı direnç C [%] A [%] 100 100 90 99 80 98 70 97 60 96 50 95 40 94 30 93 20 92 10 91 0 90 Şekil 29 – Açma elemanı, ızgara çubukları (a) ve bıçağın (b) birlikte çalışması 3.4. Etkileyen faktörler • Yabancı maddeler ne kadar büyük olursa o kadar kolay uzaklaştırılabilirler. • Neredeyse tüm harman hallaç makinaları yabancı maddeleri parçaladığından, prosesin başında olabildiğince çok yabancı madde uzaklaştırılmalıdır. • Açmanın ardından hemen temizleme yapılmalıdır (mümkünse, aynı makinada). • Açılma derecesi ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla temizleme gerçekleşir. • Çok yüksek bir temizleme etkisi, neredeyse her zaman yüksek lif kaybıyla gerçekleşir. • Belirsiz durumlarda, harman hallaçta biraz daha az temizleme, tarakta biraz daha fazla temizleme olmalıdır. • Telef geri dönüşüm tesisinin kullanıldığı yerlerde, harman hallaçta biraz daha fazla telef yüzdesi kabul edilebilir. • Yüksek silindir hızları daha iyi bir temizleme etkisi sağlar, fakat aynı zamanda lifler üzerinde daha fazla gerilim oluşur. Şekil 30 – Makinadan makinaya temizleme derecesindeki artış A, harman hallaç makinasının temizleme derecesi; C, temizleme derecesi (düşey eksende); V, beslenen materyal; M1 – M3, harman hallaç makinaları 1-3; C,tarak Önceden bir makinanın temizleme etkisi sadece tahmin edilebilirken, günümüzde oldukça kesin ve tekrarlanabilir bir şekilde belirlenebilmektedir ve böylece karşılaştırma yapılmasına olanak sağlamaktadır. Bu amaçla, temizleme indeksi C is aşağıdaki şekilde tanımlanabilir CT = DF - DD DF × 100% DF = beslenen materyaldeki yabancı madde miktarı; DD = çıkan materyaldeki yabancı madde miktarı; ve T = toplam. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Yabancı madde içeriği genellikle, gravimetrik metot aracılığıyla MDTA3, AFIS veya Shirley Analyser gibi cihazlarla belirlenmektedir. Trützschler [16]`den Şekil 30, her bir makinanın ve tüm harman hallaç/tarak makinalarının temizleme indislerini göstermektedir. Temizleme indeksi, büyük ölçüde ancak tek başına olmamak üzere yabancı madde miktarına bağlıdır. Diğerlerinin yanında parça büyüklüğü ve çepelin liflere tutunmasının da etkisi vardır. Bu nedenle, aynı çepel içeriğinde farklı pamuk tiplerinin temizleme indeksleri farklı olabilir. Kolaylıkla temizlenebilen çeşitler yanında zorlukla temizlenen çeşitler de vardır. Temizleme kolaylığını ifade etmek için yeni bir kavram ortaya çıkmıştır, “temizleme direnci”. Şekil 31 [16], yatay bir temizleyicideki durumu göstermektedir: • bölge I, düşük temizleme direncine sahip bir pamuğu göstermektedir, • bölge II, orta dirençli bir pamuğu ve • bölge III yüksek dirençli bir pamuğu göstermektedir; A [%] I II III 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 B [%] C [%] Şekil 31 – Çeşitli pamuk tiplerinin temizleme dirençleri (temizleme uygunluğu) A, makinanın temizleme derecesi; B, pamuğun başlangıçtaki yabancı madde içeriği; I, temizlemeye karşı düşük direnç bölgesi; II, temizlemeye karşı orta direnç bölgesi; III, temizlemeye karşı yüksek direnç bölgesi. 3.6. Toz uzaklaştırma Çırçırlamadan önce, pamuk çok az toz içermektedir, fakat makinalarda materyalin işlenmesi toza yol açar. Tozun uzaklaştırıldığı yerde bile, yabancı maddelerin parçalanması ve liflerin ezilip sürtünmesiyle yeni toz oluşmaktadır. Toz önceleri toz iplik üreticileri için çok önemli değil fakat günümüzde bir problem olarak görülmektedir. Öncelikle, harman hallaç dairelerinin havasındaki toz konsantrasyonu limitleriyle ilgili çok sert kurallar konulmuştur ve ikincisi, özellikle OE gibi pek çok yeni eğirme prosesi toza karşı çok hassastır. Ancak, tozun uzaklaştırılması çok kolay değildir. Toz parçaları, çok hafiftir ve bu nedenle hava içerisinde havanın transferi sırasında pamuk ile birlikte yüzer. Ayrıca, parçalar, liflere çok güçlü bir şekilde tutunmaktadır. Uzaklaştırılmaları gerekiyorsa, sürtünmeleri gerekmektedir. Bu nedenle tutunan tozun esas uzaklaştırma noktaları, proseste yüksek lif/metal sürtünmesi veya yüksek lif/lif sürtünmesinin olduğu yerlerdir. Lif metal sürtünmesi, tarakta tambur ile şapkalar arasında oluşur ve daha sonra, esas cer makinasında olmak üzere çekim sistemlerinde oluşmaktadır. Günümüzde, cer makinası, çekim sisteminin çevresindeki emiş sistemi sayesinde iyi bir toz uzaklaştırma makinasıdir. Cer makinasından ayrılan materyal, mevcut tozun veya yeni oluşanın tozun sadece yaklaşık %15`ini içermektedir [4]. Liflerden kolaylıkla ayrılan toz, harman hallaçta olabildiğince çok uzaklaştırılır. Pek çok makina üreticisi, harman hallaçta kurulabilecek özel toz uzaklaştırma makina veya ekipmanları sunmaktadır. Bunlar çoğunlukla, emişle birlikte çalışan delikli yüzeyler içermektedir. Ancak, delikli yüzeyde kalan lif tutamlarının bir filtre gibi davrandığı unutulmamalıdır, dolayısıyla genellikle sadece alt taraf stemizlenebilmektedir. Proses sırasında oluşan tozun, oluştuğu yerde hemen emilip uzaklaştırılması da önemlidir. 33 34 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 4. KARIŞTIRMA Bir karışımın düzgünlüğünün belirlenmesi, örneğin sentetik ve doğal lifler, maliyetlidir ve kolay değildir. Bir bileşen genelde çözülür veya farklı renkte boyanır. 4.1. Karıştırmanın amacı İplik işletmelerinde kullanılan hammaddeler, özellikleri açısından her zaman homojen değildir. Bu durum, doğal liflerin farklı yetiştirilme koşulları ve sentetik liflerde farklı üretim koşulları nedeniyle kısmen kaçınılmazdır. Bir derece kadar, son ürünü ve prosesi etkilediği düşünülür. Karıştırma esas olarak aşağıdaki amaçlar için yapılmaktadır: • Son ürüne istenilen özellikleri kazandırmak (örneğin, sentetik liflerin doğal liflerle karıştırılması, istenilen kolay kullanım özellikleri sağlamaktadır); • Ham maddelerin özelliklerindeki varyasyonları dengelemek (tek bir orijinden gelen pamuk bile varyasyon gösterir ve bu nedenle de karıştırılmalıdır; • Ham madde maliyetlerini düşük tutmak (düşük fiyatlı ham maddenin karıştırılması); • Proses sırasında, materyalin davranışını olumlu olarak etkileme (taşıyıcı liflerin karıştırılmasıyla kısa liflerin çalışma davranışlarının geliştirilmesi); • Lif özelliklerinde ve renkte çeşitlilik oluşturarak efekt kazandırma. 4.2. Karışımın değerlendirilmesi Karışımın düzgünlüğü, iki açıdan değerlendirilmek zorundadır. Uzunlamasına yönde ve enine yönde. Uzunlamasına yönde düzgünsüzlük olduğunda,iplik kesiti her bir bileşenin farklı yüzdesel dağılımını içerir (Şekil 32). Bu farklılık bant oluşumuna yol açabilir. Uzunlamasına yönde düzgünsüzlük olduğunda, lifler, iplik yapısında yetersiz dağılmaktadır (Şekil 33). Bu düzgünsüzlük, bitmiş üründe düzgün olmayan bir görüntüye yol açabilir. 50/50 45/55 52/48 Şekil 32 – Uzunlamasına yönde karışımın düzgünsüzlüğü Şekil 33 – Enine kesitte karışımın düzgünsüzlüğü 4.3. Karışımın bozulması İplikçi, iplik içerisinde farklı liflerin düzgün bir şekilde dağılmasını hedeflemektedir. Bu amaçla, öncelikle prosesin bazı aşamalarında iyi bir karışım yapmak ve ikinci olarak ta, ipliğin içerisinde sarım aşamasına kadar karışımı korumak zorundadır. Bu gereksinimlerden ilkinin gerçekleştirilmesinin her zaman çok kolay olmadığı bilinen bir gerçektir; bazen ikincisi çok daha zordur. Farklı uzunluk, yüzey yapısı, kıvrımlılık gibi özelliklere sahip lifler, tek tek hareket etme durumlarına göre farklı davranış gösterebilir. Çoğu zaman “Karışımın bozulması” söz konusudur. Terazili haznede (balya açıcılar, hazne besleme) liflerin açılması sırasında, farklı yapılara sahip liflerin olduğu yerlerde bileşenlerin migrasyonu olabilir (örneğin pamuk ve sentetik elyaf). Benzer bir durum, çekim düzeneğindeki çekim sırasında karşılaşılır. Uzunluk ve yüzey şeklinde büyük farklılık olan lifler (kaygan/pürüzlü, boyalı/boyasız gibi) birbiriyle aynı kohezyon teması sergilemezler. Bir çekim kuvveti uygulandığında, farklı hareket ederler – bu da liflerin kümeleşmesine ve sonuç olarak da karışımın bozulmasına neden olmaktadır. Pnömatik taşıma da karışımın açılmasına neden olmaktadır. 35 36 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 4.4. Karışım işleminin çeşitleri 4.4.1. Olanaklar Karışım çeşitli yöntemler, makinalar ve ara ürünlerle çeşitli proses aşamalarında gerçekleştirilebilir. Aşağıdaki ayırım yapılabilir: KARIŞIM TİPİ PROSES KADEMESİ Balya karışımı Harman hallaçtan öncesi Tutam karışımı Harman hallaçta Vatka karışımı (Dövücü (batör) kullanarak) Tülbent karışımı Vatkalı cer makinasında veya cerde Şerit karışımı Cer makinasında, şerit birleştirme (veya penyöz) Lif karışımı Tarak veya OE iplik makinasında Fitil karışımı Ring iplik makinasında Ayrıca, kontrollü ve kontrolsüz karışım arasında bir ayırım yapılmak zorundadır. Kontrolsüz karışımda, bileşenler, rasgele ve bir karıştırma sistemi olmadan (genellikle balya karışımda)bir araya getirilir. Kontrollü karışımda, her bir bileşen sıralı bir şekilde makinalara beslenmekte ve tam olarak ölçülmektedir (tartılı hazne besleme). Çeşitli besleme prosesleri yatırım maliyeti, işgücü yoğunluğu, karışım hassasiyeti, hataya yatkınlığı ve basitliği açılarından birbirine göre farklılık göstermektedir. Her bir yöntemin avantaj ve dezavantajları vardır. Bu nedenle, her bir karıştırma prensibinin kullanımı için genel bir yol izlemek mümkün değildir. 4.4.2. Balya karıştırma Sentetik lifler bile özellikleri açısından varyasyon gösterdiğinden hem doğal hem de sentetik lifler için balya karışımı, prosesin başında gerçekleştirilmektedir. 6`dan 60`a kadar balya, aynı anda tutam yolma için yerleştirilmektedir. Bu yöntem yıllardır dikkatli bir kullanım ile iplik özelliklerinin hemen hemen sabit tutulmasını sağlamaktadır. Kontrollü bir karıştırma gerçekleştirilirse, yani balyalar alınan tüm balyalar için lif uzunluğu, inceliği ve/ veya mukavemeti her zaman aynı ortalama değerlerde olacak şekilde tolerans sınırları içerisinde seçilir ve yerleştirilirse, karışım koşulları çok uygun olur. Balya karışımından sonra pek çok diğer proses aşaması olduğundan, balya karışımı enine yönde (enine kesitte) iyi bir karışım sağlamaktadır. Çok farklı özelliklerdeki hammaddeler ile (örneğin doğal ve sentetik liflerin karışımı gibi), balyalardan kontrol- süz lif yolma nedeniyle, karışım uzunlamasına yönde yapılması genellikle yeterli değildir ve karışımın bozulması söz konusudur. 4.4.3. Tutam karıştırma Tutam karıştırma, balyaların karıştırılmasından çok daha hassastır ve otomatik balya açıcıların (karışımda her zaman yeterli sayıda balya olmaz) kullanımı gittikçe çok daha önem kazanmaktadır. Tutam halinde karışım, her bir harman hallaç makinasında kaçınılmaz olarak kontrolsüz bir şekilde ve küçük miktarlarda gerçekleşmektedir. Kontrollü bir şekilde ve daha büyük miktarda tartılı hazne besleyicileri ve karıştırma makinalarında gerçekleşmektedir. Balya karışımında olduğu gibi normal olarak bazı avantaj ve dezavantajları vardır, fakat bu sistemlerde tartma olanağı sayesinde uzunlamasına ve enine yönde karışımlar çoğunlukla daha tatmin edicidir. Ancak, uzunlamasına karışım, karışım taraktan önce hemen gerçekleştirilirse önemli ölçüde geliştirilebilir, çünkü bundan sonra sarılma ve karışımın bozulması nadiren gerçekleşir. Tutam halinde karışım, günümüzde pek çok ülkede daha çok kullanılır hale gelmektedir. 4.4.4. Vatka karıştırma Vatka halinde karışım, örneğin pamuğun sentetik liflerle karıştırılması önceden sıklıkla kullanılırken, günümüzde nadiren kullanılmaktadır, Bu durumda vatka dublaj makinası gerekmektedir; bu makina, 4 ile 6 vatkanın (L) içeriye beslendiği ve birlikte sarıldığı bir taşıyıcı ızgara içermektedir (Şekil 34). Bu vatkalardan gelen vatka tabakaları, bir çift kafes ve vatka sarım düzeneğini izleyen bir dövücünün arasından katlanarak geçer. L1 L2 L3 L4 Şekil 34 – Eski bir vatka dublaj makinasında vatka karışımı Vatka karışımı, çok iyi çapraz ve uzunlamasına iyi karışımlar oluşturur, çünkü sonraki sarım hareketleri burada da yoktur. Ayrıca, tüm vatka dublaj makinalarının avantajı: beslenen materyaldeki çeşitlilik ile işlemlerde sağlanan yüksek esnekliktir. Ancak bu esneklik, ekonomik olmayan işlem giderleri ve karşılaşılan zorluklar altında başarılmaktadır, çünkü ilave işlem aşamaları dahil edilmek zorundadır. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 4.4.5. Tülbent karıştırma Tülbent karışım (Şekil 35), açıkçası farklı materyalleri bir araya getirmek yerine penye makinası için besleme materyali olarak çok düzgün bir vatka oluşturmak amacıyla katlı cer makinaları uzun bir süre kullanılmıştır (Şekil. 35). Diğer gelişme, bant halinde katlamak yerine, tülbent şeklinde bileşenleri bir araya getirerek kontrollü bir karışım sağlayan bir cer makinasıydı (dört çekim düzeneğinde çekimden sonra). Bu makina, bant karışımına göre uzunlamasına iyi bir karışım ve biraz daha iyi enine karışım sağlamaktadır, ancak daha yüksek maliyet ve bakımda, ayarlamalarda daha fazla işgücü gerektirmektedir. Cer makinasından sonra daha fazla karışım yapan bir makina olmadığından, her bir bileşen iplikte komşu veya bitişik lif kümesi olarak kalmaktadır. Bu da son üründe bant oluşumuna neden olabilir. 4.4.7. Lif karıştırma Şüphesiz ki, en iyi karışım tek tek lifler bir araya getirilirse elde edilmektedir. Bu da sadece pamuk tarağında (belirli bir dereceye kadar), yün tarağında (bazen oldukça yoğun bir şekilde) ve rotor eğirmede (sadece kısa uzunluklar boyunca) sağlanabilmektedir. Kontrollü, dozajlı karışım, bu makinalarda elde edilemez, fakat sadece önden üretilmiş bir karışımı daha iyi yapabilir. 4.4.8. Fitil karıştırma Şekil 35 – Tülbent karıştırma 4.4.6. Şerit karıştırma Doğal ve sentetik liflerin karıştırılması, çoğu durumda, halâ şerit formunda cer makinasında yapılmaktadır. Bu da uzunlamasına yönde en iyi karışımın oluşmasını sağlamaktadır. Cer makinasına kadar, her bir hammadde kendisine en uygun makinalarda ayrı ayrı işlenebilmektedir. Ancak, pamuk ipliği işletmesinde ilave bir karıştırma pasajı, iki olağan cer pasajlarından önce yerleştirilmek zorundadır. 67/33 karışımı için, aynı miktarda bant içerdiği varsayılarak bir bileşenin dört bandı diğer materyalin iki bandıyla birlikte beslenmektedir (Şekil 36). Üçüncü bir cer pasajının gerekliliği yanında başlıca dezavantajı, üründe zayıf bir enine karışımın olmasıdır. Fitil halinde karışım, kısa stapelli iplik işletmelerinde yaygın değildir. Yün ipliği işletmelerinde fantezi iplik üretiminde kullanılmaktadır. Farklı renkteki iki fitil, ring iplik makinasının çekim tertibatı beslenmektedir. Tek lifler, çekim tertibatında karışmadığından, ancak lif demeti, çekim tertibatını geçtikten sonra direkt olarak büküldüğünden, ipliğin kısa uzunlukları boyunca, bir ya da diğer iki renk birbirine baskın gelebilir. İplik jaspé iplik olarak adlandırılır. Diğer bir uygulama, SIRO ipliklerinin üretimidir (iki katlı yerleşim). 4.5. Karıştırma prosedürleri 4.5.1. Karışım işlemlerinde aşamalar Karışım üç aşamada gerçekleşmektedir [17] (Şekil 37): • her bir bileşenin miktarının tartımı, belirlenmesi ve tam olarak yerleşimi; • karıştırma, yani tartılan miktarların bir araya getirilmesi; • birbirine kaynaştırma, yani lif yapısında bileşenlerin düzgün bir şekilde dağıtılması. Dozajlama Komponenetler Karıştırma Harmanlama Homojen değil Dozajlama Şekil 36 – Farklı ham maddelerden üretilen bantların karışımı Şekil 37 – Karışım işleminin aşamaları Homojen 37 38 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Her bir aşama birbirinden önemlidir. Ancak, zorluklar en çok komponentlerin birbirine karıştırılması ve karışımın elde edilmesinde çıkmaktadır. Karışımın oluşturulması, farklı yüzey yapılarına ve esnemede değişken enerji absorblama kapasitesine sahip liflerle çok zordur, çünkü çeşitli proses aşamalarında karışımın bozulması söz konusudur. 4.5.2. Dozajlama Aşağıdaki yöntemlere ayrılabilir [17]: • Rasgele karışım, örneğin harman hallaç makinaları, taraklarda olduğu gibi. • Tartılı fakat kesintili karışım, örneğin bileşenlerin tutamlar şeklinde aralıklı olarak beslendiği tartılı hazne besleyicilerde olduğu gibi. • Dozajlı ve sürekli karışım, örneğin, UNIblend A 81 (Rieter), UNIblend A 81 (Rieter), tutam karıştırıcı (Trützschler), ve cerde olduğu gibi. Tutam oluşumu cerde olmamaktadır, fakat her bir bileşen tüm ürün, boyunca büyük olasılıkla bant şeklinde kalmaktadır. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 5. İPLİK KÜTLE DÜZGÜNSÜZLÜĞÜNÜN AZALTILMASI 5.1. İplik kütle düzgünsüzlüğü 5.1.1. Düzgünsüzlük limiti İplikçi, olabildiğince yüksek homojenlikte iplik üretmeye çabalamaktadır. Bu bağlamda, iplik kütle düzgünlüğünün önemi çok büyüktür. Tamamen düzgün bir iplik üretmek için, tüm lif özelliklerinin tüm iplik boyunca düzgün bir şekilde dağılmış olması gerekmektedir. Ancak, bu durum lif materyalinin homojen olmaması ve mekaniksel kısıtlar nedeniyle mümkün olamamaktadır. Dolayısıyla, ulaşılabilir iplik düzgünsüzlüğü için bazı limitler vardır. Martindale, en iyi olası durumlarda bile, yani tüm uygun koşullar bir arada gerçekleştiğinde, aşağıdaki düzgünlük limitinin elde edilebileceğini belirtmiştir (ring iplikler için): Ulim 80 × 1 + 0,0004CV D2 n veya CVlim 100 × 1 + 0,0004CV D2 n Formülde n iplik enine kesitindeki lif sayısı, CVD lif çapı varyasyon katsayısıdır. Pamuk ve sentetik liflerin çaplarındaki varyasyon endüstriyel kullanımda ihmal edilebilecek kadar küçük olduğundan, formüller aşağıdaki şekilde sadeleştirilebilir: Ulim 80 100 veya CVlim n n Bu iki değer (kabul edilen bir yaklaşımla) CV = 1.25U olarak ifade edilebilir. Lif sayısı, aşağıdaki ilişkiden tahminlenebilir: nF = texiplik texlif Düzgünsüzlük indeksi I, üretimde elde edilen düzgünsüzlüğün değerlendirilmesinde kullanılır, aşağıdaki formül ile hesaplanır: I= • Enine kesitteki lif sayısı gittikçe azalmaktadır. Sayılarının azalmasıyla, liflerin düzgün yerleşimi çok daha zor olmaktadır. • Her bir çekim işlemi, düzgünsüzlüğü arttırmaktadır. Herhangi bir makinanın düzgünsüzlükteki tüm bozulmaya olan katkısı hesaplanabilir. Örneğin, %4 Cv değerine sahip bir fitilden üretilen ipliğin %Cv=13.6 ise, ring iplik makinasının düzgünsüzlüğe katkısı aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır: 2 2 2 CV fiilil = CV besleme + CV ilave Örneğimiz için: CVilave = 13,62 - 42 = 13% 5.1.3. Farklı uzunluklar boyunca düzgünsüzlük Örneğin 10 mm`lik gibi kısa bir iplik uzunluğu, sadece çok az lif içermektedir. Bu liflerin sadece bazılarının düzgünsüz yerleşiminin iplik düzgünsüzlüğü üzerine çok büyük bir etkisi vardır. 10 m`lik bir iplik uzunluğunda, aynı liflerin yanlış yerleşimi, toplam uzunluk içerisinde bu liflerin sayısı yanında zorlukla fark edilecektir. Dolayısıyla, örneğin 8 mm uzunluğa göre aynı ipliğin CV değer, %14 iken, 100 m uzunluğa göre %2`dir. Düzgünsüzlük derecesi, referans uzunluğa bağlıdır. Bu nedenle düzgünsüzlük, kısa terimli (Uster Tester); orta terimli (nadiren kullanılır); uzun terimli (numara varyasyonu) olarak incelenmektedir. Varyasyon katsayısı, Referans uzunluğa göre koordinat sistemine yerleştirilirse, bilinen varyans – uzunluk eğrisi (Şekil 38`de basitleştirilmiş şekilde gösterilmektedir) elde edilir. Kısa uzunluklar boyunca kütledeki sürekli varyasyonlar söz konusuysa, üründe düzgünsüz bir görüntü oluşacaktır. Orta (veya uzun) uzunluklar boyunca kütle varyasyonları, üründe bant oluşumuna yol açmaktadır ve uzun terimli varyasyonlar, örme ve dokuma kumaşlarda bantlar oluşumuna sebep olur. CV [%] 20 CVfiilil 10 CVlim 5 2 5.1.2. Proses sırasında düzgünlükteki bozulma İplik işletmesinde, proses sırasında, ürünün düzgünsüzlüğü, cerden sonra aşama aşama artmaktadır. Bunun iki sebebi vardır: 1 0.5 0.2 1 cm 10 cm 1m 10 m 100 m 1 km L Şekil 38 – Varyans uzunluk eğrisi (CVL%) 39 40 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 5.2. Dengelemek için temel olanaklar Her proses aşaması bir hata kaynağıdır. Özellikle çekim tertibatı, düzgünsüzlüğü önemli ölçüde arttırmaktadır. Sonuçta kullanılabilir iplik özellikleri elde etmek için, proses, dengeleme efektine sahip işlemler içermek zorundadır. Bunlar: dublaj, regüle; büküm verilirken aynı anda çekim olarak sıralanabilir. Dublaj, halen en yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak regüle, gittikçe daha çok önem kazanmaktadır. Büküm verilirken aynı anda çekim, günümüzde sadece yünlü iplik işletmelerinde önemli bir ölçüde kullanım alanı bulmaktadır. Bu işlemlere, aşağıda değinilmektedir. 5.3. Dublaj 5.3.1. Ortalama etki Dengeleme için en uygun olan bu yöntem basit fakat çok kesin değildir (Şekil 39). Pek çok ara ürün birlikte beslenmektedir, örneğin birçok bant çekim tertibatına beslenmekte ve tek bir yeni ürün oluşmaktadır. Tüm ince ve kalın yerlerin üst üste gelmesi çok küçük bir olasılıktır. Tam tersine, büyük ölçüde rasgele olacak şekilde birbirine dengelemek için kalın ve ince yerler dağılacaktır. Sadece kısa ve orta terim varyasyonları dengelenebilir. İki cer makinası I. ve II. pasaj olarak kullanılırsa ve her birinin iki çıkış kafası varsa, ilk pasajın 1. Çıkışından çıkan tüm kovalar sadece ikinci pasajın 1. üretimine gidebilir ve 2. kovada üretilenler aynı şekilde ilerleyebilir. Bu da düz bir hatta üretim akışı sağlamaktadır. Ancak, ilk pasajın kovalarının yarısı, ikinci pasaja besleme için çapraz da yerleşebilir, yani çapraz yönde (Şekil 40). Çapraz dublaj, uzun terimli düzgünsüzlük ve karışımın her ikisinin de etkisini arttırabilmektedir. Ancak ne yazık ki, makina pasajlarının azaltılması ve üretim hızlarının gittikçe artışı nedeniyle, çapraz dublajın pratikte kullanımı gittikçe seyrekleşmektedir. Örneğin önceden, önemli bir çapraz dublaj noktası, vatka makinası ile tarak makinası arasındaydı. Bu tampon bölgede, vatkalar, bir yönde (düşey yönde) yerleştirilmekte ve diğer yönde (yatay) uzaklaştırılmaktaydı. I II 2 1 2 1 2 1 2 1 Şekil 40 – Cer makinasında çapraz dublaj 5.3.3. Geri dublaj Şekil 39 – Dublajda ortalama efekti 5.3.2. Çapraz dublaj Prensipte, her bir dublaj prosesi, enine bir dublajdır, çünkü beslenen materyaller yan yana birleştirilmektedir. Ancak burada, bu ifade, belirgin bir karıştırma çeşidini ifade etmek için kullanılmaktadır, yani çapraz dublaj. Eskiden, dublaj sadece şerit, vatka gibi ara ürünlerle gerçekleştirilebiliyordu. Rotor iplikçiliğin kullanımıyla, çok daha yoğun bir dublaj olanağı ortaya çıkmıştır: liflerin dublajı. Açıcı silindir ve besleme borusu, şeridi neredeyse tek lifler şeklinde ayırmaktadır. Bu lifler, rotorda tekrar iplik yapısına toplanmakta, rotor yivinde birbirlerinin üzerine istiflenmektedirler. Bu şekildeki geri dublaj, uygun bir karışım ve iyi bir dengeleme ile sonuçlanmaktadır, fakat sadece rotor çevresinin uzunluğu boyuncadır. Şeritte bulunabilecek uzun terim düzgünsüzlüğü olumlu bir şekilde etkilenmez. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 5.4. Regüle 5.4.1. Ölçme, açık – ve kapalı – devre kontrolü Açıklanacak konuyu daha iyi anlamak için, oda ısıtması örnek olarak kullanılarak üç kavram kısaca açıklanacaktır. Isıtılmış bir odaya bir termometre yerleştirilir ve sıcaklık okunursa, Ölçümle sadece koşulların belirlenmesinden daha fazla bir şey yapılmamış olur. Koşullar yeterli değilse, uygun bir faaliyet gerekmektedir. Ancak, ısıtma sistemi, aynı zamanda harici bir termostat aracılığıyla da kontrol edilebilir. Dış sıcaklığa bağlı olarak, yaklaşık olarak ısı korunabilir. Odadaki koşullar sabit kaldığı sürece-örneğin, her zaman sadece bir kişi bulunursa hiçbir problem oluşmaz. Eğer, daire sahibi 10-15 kişilik bir parti verirse, elbetteki çok sıcak olacaktır. Açık devre sistemlerinin, bir değişiklik olduğunda bile, değişimin etkilerinin kontrolünde eksikleri vardır. Sistem, bir kontrol zinciri olarak düşünülebilir. Sistem, odanın kendisinde bir termostat içeriyorsa farklıdır ve belirli bir sıcaklığa ayarlanmıştır. Gerçek ve ayarlanan koşulların sürekli bir kıyaslaması söz konusudur ve odada ne olduğundan bağımsız olarak sıcaklık, sabit tutulmaktadır. Bu işlem, sabit oto kontrol ise kapalı devre kontrol sistemi olarak adlandırılmaktadır. İplik işletmelerinde hem açık devre hem de kapalı devre kontrolü kullanılmaktadır. Her durumda, geçen liflerin hacmi ölçülür ve ayar, çekim değiştirilerek yapılmaktadır. Bu işlem aşağıda açıklandığı gibi gerçekleştirilebilir. 5.4.2. Açık devre kontrolü Gerçek değerin (hacmin) sürekli olarak saptanması için besleme bölgesinde bir ölçüm sensörü yerleştirilmiştirmekaniksel, optik, pnömatik veya başka sistemler (Şekil 41). Bir regülatör, ayarlanan referans değerle, sonucu karşılaştırmakta, fark sinyalini büyütmekte ve son olarak impulsu mekaniksel ayara dönüştüren bir ayarlama aparatına beslemektedir. Bu aşamalarla gerçekleştirilen kontrol, depolama aparatı olarak adlandırılan ilave bir parça gerektirmektedir. Materyal ölçüm ve ayar noktaları arasında belirli bir mesafede hareket etmek zorunda olduğundan ve ayar noktasına bir zaman farkıyla ulaştığından, sinyal, depolama aparatında bu fark kadar tutulmak zorundadır. Bu ilave gereksinim, oto kontroldeki eksiklik yanında açık devre kontrolünün ikinci bir dezavantajını oluşturmaktadır. Üçüncü bir dezavantaj, her zaman çok doğru ayarlamanın yapılması gerektiğidir. t F E A D C B Şekil 41 – Açık devre kontrolünün prensibi A, ölçüm sensörü; B, depo; C, yükseltici; D, ayarlama aparatı; E, ayar noktası; F, ayar girdi değeri 5.4.3. Kapalı devre kontrolü Ölçüm sensörü genellikle, çıkış bölgesinde yerleştirilmiştir, yani ayarlama aparatından sonra (Şekil 42). Açık devre kontrolünün tam tersine, ölçüm noktası, ayarlama noktasından sonradır. Aynı ölçüm, regüle ve ayarlama cihazları kullanılabilir, fakat hiçbir depolama gerekmemektedir. Ayrıca, gerçek değer, mutlak değer olarak ifade edilmek zorunda değildir; negatif, pozitif veya nötr pulslar olarak türetilebilir. G F A D C Şekil 42 – Kapalı devre kontrolünün prensibi A, ölçüm sensörü; C, yülseltici; D, ayarlama düzeneği; F, ayarlanan girdi değeri G, ölü zaman aralığı Sensörden çok fazla materyal geçerse, gerçek ve ayarlanan değerler tekrar dengelenene kadar regüle aktarımı negatif bir sinyal alır (hız azalır). Dengeleme olduğunda ne pozitif ne de negatif sinyal oluşur – o andaki hız korunur. Prensip, açık devre kontrolüne göre oldukça basittir. Ancak, bu avantaj ve oto kontrolün avantajı, sistemin özündeki ölü zaman olarak adlandırılan ciddi bir dezavantaja karşı değerlendirilmek zorundadır. Ölçülen kısım, ayar sinyali ulaştığında çoktan ayarlama noktasını geçmiş olur. 41 42 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Bu ölçülen kısımda dengeleme yapılamaz, yani üründe uzun ve orta terimli hatalar ve tüm kısa terim hataları kalır. Dolayısıyla, kapalı devre kontrolünün, kısa uzunluklardaki düzgünsüzlüğün dengelenmesi için uygun olmadığı açıktır. 5.4.4. Çekimin ayarlanması Dengeleme, çekimin değiştirilmesinden etkilenmektedir. Bir çekim düzeneğinde, hem ön hem de ana çekim ayarlanabilmektedir, fakat hemen hemen her zaman ana çekim ayarlanır. Bu çekim, ön çekimden fazla olduğundan, daha hassas değişimlere olanak vermektedir. Ayrıca, ön çekimin değiştirilmesi, kayma – tutunma bölgesine girilmesine neden olmaktadır. Besleme ve çıkış silindir hızlarının ayarlanması seçenekleri vardır. Pamuk ipliği işletmelerinde genellikle besleme silindir hız ayarı kullanılmaktadır. Diğerlerinin arasında çıkış hızının değiştirilmesi, sürekli olarak değişen üretim koşullarının oluşmasına neden olacaktır. Ancak, taraklar ve cerler üretim hattında birleştirilirse, senkronizasyon için sabit giriş besleme hızı gerekmektedir. 5.5. Aynı anda bükümle birlikte çekim Bir lif demetine büküm verilirse, etkisini en çok en az direncin oluşacağı yani ince yerlerde gösterecektir. Bu arada liflere çekim uygulanırsa, lifler, aralarındaki sürtünmenin en az olduğu yerden, yani bükümün en az olduğu yerden kaymaya başlayacaktır. Bu da kalın yerlerdir. Öncelikle ince yerlerin hacmine ulaşana kadar çekilirler. Bundan sonra, büküm dağılır ve çekim tüm bölgeleri düzgün bir şekilde etkiler. Başka bir ince yer ortaya çıkarsa, tüm prosedür tekrarlanacaktır. Dengeleme sürekli olarak gerçekleşir. Bu işlem, selfactor eğirme ve yünlü eğirme sistemlerine özgüdür. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 6. İNCELTME (ÇEKİM) 6.1. Çekim sisteminde çekim 6.1.1. Çekim ve inceltme düzensiz yürür, ve bu sebeple her çekim aşaması düzgünsüzlükte artışa sebep olmaktadır. 1 Günümüzde pek çok iplik işletmesinde ilk ara ürün tarak şerididir ve kesit alanında yaklaşık 20 000 – 40 000 lif bulunur. Bu rakam, pek çok işlem aşamaları ile iplik kesitinde yaklaşık 100 olacak şekilde düşürülmelidir. Azaltma işlemi iki yolla gerçekleştirilebilir: • çekim işlemi ile, yani: yaklaşık olarak sabit sayıdaki elyafın ürünün uzunluğu boyunca dağıtılması [13]; ya da • döküntü olarak elyafın ayıklanması (kaybı) (p). v1 I 2 v2 II A 3 v3 III B Şekil 43 – Silindirli çekim sisteminde çekim Elyaf ayıklaması, elyaf sayısının kasıtlı azaltılması değildir, temizleme ihtiyacından doğan ve istenmeyen bir yan etkidir; harman hallaç, taraklama ve tarama esnasında oluşur. (Tarama işleminde amaç kısa elyafı uzaklaştırmak olduğu için işlem esnasında elyaf kaybı kasıtlıdır.) Ancak burada çekim de yapıldığı için “inceltme” terimi kullanılmaktadır. Şu şekilde tanımlanır: İnceltme = Çekim × 100 (100 - p) Çekim işlemi en etkili şekilde silindirli çekim sistemlerinde gerçekleştirilebilmektedir (Şekil 43). Lifler alttaki çelik silindirlerle (çekim silindirleri) üstteki ağırlıklı baskı silindirleri arasında sıkıca kıstırılır. Silindirler elyaf akış yönünde her silindir çiftinde artan çevresel hıza sahip olacak şekilde tahrik edilirse çekim işlemi gerçekleşir ve çekim, sevk edilen (çıkan) uzunluğun (LD ) beslenen uzunluğa (LF ) oranı ya da ilgili çevresel hızların oranı olarak tanımlanır. V= p döküntü yüzdesidir. Kesit alanındaki elyaf sayısındaki azalma, elyaf tutamının çapında azalmayı sağlar. İncelik açısından aşağıdaki bağlantı yazılabilir: dA dZ = texA texZ burada dA = çıkan ürünün çapı; dZ = beslenen ürünün çapı. 6.1.2. Çekim işlemi Çekim esnasında kohezyon sürtünmesi yenilerek liflerin birbirlerine göre mümkün olduğunca düzenli hareket ettirilmeleri gerekmektedir. Bu bağlamda “düzen” ile tüm liflerin birbirlerine göre çekim derecesine eşit miktarda ötelenerek kontrollü bir şekilde yeniden yerleştirilmesi kastedilmektedir. Ancak, elyaf malzemesi ve sağlanabilecek mekanik olanaklar göz önüne alındığında tanımlanan şekildeki düzgünlük ütopiktir. Çekim işlemleri her zaman LD LF = vD vF burada v = silindirin çevresel hızı, D = çıkış ve F = besleme. Şekildeki çekim sistemi iki çekim bölgesinden oluşmaktadır: • ön çekim (kırma çekim) bölgesi (B): VB = v2 / v3, ve • ana çekim bölgesi (A): VM = v1 / v2 Toplam çekim değeri ise her bir çekimin toplamı değil her zaman çarpımıdır. Vtoplam = V1 × V2 × ... Vn 6.2. Çekim sisteminde Çekme işlemi 6.2.1. Çekim kuvveti Lifler silindir yüzeyleri ile hareket ettikleri için birbirlerinden ayrılırlar. Bu ayrılmanın gerçekleşebilmesi için liflerin hareket hızının silindirlerin çevresel hızı ile aynı olması gerekmektedir. Silindir hızının liflere transferi çekim işlemlerindeki sorunlardan birisidir. Söz konusu transfere sadece sürtünme etkimektedir, ama elyaf tutamı oldukça kalındır ve sadece dış yüzey katmanı silindirlerle temas etmektedir, dahası liflere pek çok değişken kuvvet de etkimektedir. 43 44 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Burada (Şekil 44) ü açıklamak amacıyla çekim sistemindeki bir life, f, etkiyen kuvvetlerden bahsedilecektir. Lif, düşük bir hızda, v2 hızı ile öne doğru hareket etmekte olan lif , akış yönüne göre arkada ucundan bir elyaf grubunun (B1) içerisine yerleşmiştir. Daha yüksek hızla ilerleyen ve akış yönünde öndeki ucu ise bir başka elyaf grubunun (B2) parçası olmuştur. Bu örnekte, life, f, çekme kuvveti FZ etkilemektedir; bu kuvvet daha yüksek hızda ilerleyen B2 elyaf grubunun içerisindeki komşu liflerden ve B1 elyaf grubundaki liflerin uyguladığı tutma FR kuvvetinden kaynaklanmaktadır. Lifin, f, ivmelenmesi ve nihayetinde çekimin gerçekleşmesi için FZ kuvveti, FR kuvvetinden daha yüksek olmalıdır. Eğer FZ kuvveti FR kuvvetinden çok az yüksek ise elyaf tutamında kalıcı deformasyon sağlanamaz. Bu durumda liflerin düzleşmesi ve uzaması geçici şekil değişimine sebep olur ve kuvvetlerin ortadan kalkması ile bu şekil değişimi ortadan kalkar. Dolaylı olarak daha öncede belirtildiği üzere, çekim üç işlem aşamasında gerçekleşir: • liflerin düzleştirilmesi (kıvrım açma) • liflerin uzaması • lifin kendisini saran elyaf tutamının dışına doğru kaydırılması Etkin çekim kuvveti Şekil 45 de görülmekte olan grafik ile ifade edilebilir. Liflerin birbirinden ayrılmaya başladığı m noktasına kadar, eğri dik bir şekilde yükselir. Bu kısım düzleştirme ve uzama aşamasını ifade etmektedir. Lif kaymasının başladığı n noktasından itibaren eğri, artan çekimle alçalır. Artan çekim ile çekim kuvvetinin azalmasını açıklamak kolaydır – Yüksek miktarda çekim kesit alanında daha az sayıda lif demek olduğundan düşük hızla hareket eden tutamdan çekilmek üzere ivmelendirilmesi gereken lif adedi sürekli azalmaktadır. Çekim kuvveti, kesit alanındaki lif sayısının yanı sıra: • tutam içerisinde liflerin yerleşimine (paralel veya çapraz, kancalar); • lifler arasındaki kohezyona (yüzey özelliği, kıvrım, bitirme işlemi, vs.) • elyaf uzunluğuna • kıstırma mesafesine de bağlıdır. 6.2.2. Stick-slip hareketi (Yapışma – kayma hareketi) Düşük miktarda çekim ile, 1 ve 2 arasında V değerinde, kalıcı elyaf kaymasını sağlama açısından çekim kuvvetleri yetersiz kalmaktadır. Kritik çekim bölgesi denilen bu bölgede yüksek miktarda olumsuz stick-slip etkisi gözlenmektedir. Bu durumda çekim kuvveti, lifleri statik (sıkı tutamdaki liflerin durgun kohezyonu) konumdan dinamik duruma getirmelidir, yani lifleri bitişik liflere göre harekete geçirmelidir. Diğer alanlarda olduğu üzere, bu mekanik işlem için yüksek miktarda kuvvet gereklidir ve ayrıca her zaman sorun yaratmadan da gerçekleşmez. Kritik bölgede çekim kuvveti sürtünme kohezyonunu yenmek için yeterli olabilir ancak ivmelenmeyi sağlayamayabilir. Bu sebeple lifler duraklar ve yavaş hareket eden komşu lifler tarafından tekrar hareketlendirilir. Çekim kuvveti tekrar etkin olarak liflerin hareketini sürdürür ama ivmelenmeyi sağlayamaz. Böylece ivmelenme ve duraklama arasında dur – kalk hareketine benzer olarak liflerin konumunda sürekli değişiklik söz konusudur ki bu durum düzgünsüzlük açısından son derece olumsuz sonuçlar doğurur. Kuvvet-çekim diyagramında (Şekil 46) bu durum büyük ve ya küçük sapmalar olarak belirgin biçimde farkedilebilir. F FT P v1 v2 FZ m n FR B2 B1 f 0 Şekil 44 – Çekim esnasında life (f) etkiyen kuvvetler 1 2 3 4 Şekil 45 – Çekim kuvveti diyagramı F, çekim kuvvetinin genliği. D, çekim miktarı 5 D Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Pamuk şeridi için kritik çekim bölgesi V=1.15 ile 1.4 değerleri arasındadır ve pamuk fitili için (ring iplik eğirme makinasında) V=1.3 ile 1.7 değerleri arasındadır. Stick-slip etkisinin genelde daha bariz olduğu sentetik elyaf için ise lifler arası sürtünmeye bağlı olarak (örn. Matlaştırıcı, avivaj maddesi, vs.) çekim değeri aralığı daha yüksektir. Kritik çekim bölgesinde çalışmak riskli olabilir. 6.3. Çekim bölgesinde liflerin davranışı 6.3.1. Liflerin yönlendirilmesi İşlem görecek lifler değişik boylardadır. Bu sebeple çekim bölgesinde lifler iki farklı halde bulunur (bkz Şekil 47): • yönlendirilmiş (a, b, c); • yüzen (d). Kıstırma mesafesinden (ekartman ayarı) daha uzun boya sahip olan ve bu sebeple kıstırma hattı boyunca uzanan a lifi her durumda en az bir silindir çifti tarafından tutulmaktadır ve bu yüzden kontrollü bir şekilde hareket ettirilmektedir. Lifin sadece yönlenmesi düşünüldüğünde bu lif optimaldır ancak her durumda sorunlara neden olur. İlk olarak, bu lif iki farklı hızda hareket eden farklı iki bölgeden kıstırıldığında kopabilir; ikinci olarak da eğer gerilime dayanabilirse beraberinde komşu lifleri de sürükleyerek kıstırma hattından ayrılacaktır. Bu ise elyaf kümelerine dolayısıyla düzgünsüzlüğe neden olur. b, c ve d lifleri ekartman ayarından daha kısadır. Çekme bölgesine girmeleriyle birlikte bu lifler ilk önce v2 (b lifi gibi) hızıyla hareket eder. Daha sonra, çıkış silindirinin kıstırma bölgesine geçtiklerinde ise bu lifler v1 (c lifi gibi) hızı ile hareketlerini sürdürür. Her iki durumda da bu lifler kontrollü yönlendirmeye ve harekete maruz kalmaktadır. Hareketleri esnasında, örneğin giriş silindir çiftinin kıstırma hattını terk ettikten sonra ve sevk silindir çiftinin kıstırma hattına ulaşmadan önce, bu lifler kontrolsüz kalır – yüzer (d lifi gibi). 6.3.2. Yüzen lifler Örnek olarak 50 mm gibi bir ekartman ayarı ile 40 mmlik lif teorik olarak ekartman mesafesinin 40/50 ya da 4/5 i boyunca kontrol altındadır, 1/5lik kısımda ise kontrolsüzdür; diğer yandan 10 mmlik bir lif ise ekartman mesafesinin 1/5 inde kontrol altındayken 4/5lik kısmında kontrolsüzdür. Çekim esnasında bu yüzen lifler problemdir. Eğer tüm elyaf tutamı iç ötelemeler olmaksızın çıkış silindir çiftinin kıstırma bölgesine v2 hızı ile girerse, liflerin ilk çekimi burada olursa ve sadece kıstırılan lifler çekilirse lifler için ideal hareket sağlanmış olur. Bu durumda her lif ya v2 ya da v1 hızına sahip olacaktır. Lifler sürekli kontrollü bir şekilde yönlendirilecektir. Lif ivmelenmesi sadece lifler ön silindirlerce kıstırıldığında oluşacağından bu durum ancak beslenen elyaf kütlesi birbirine yapıştığı zaman (tıpkı Rieter tarafından sunulan Pavil eğirme sisteminde olduğu gibi) gerçekleştirilebilir. Ama koşullar her zaman istenildiği gibi olmaz. Yüzen liflerin çoğu çekim bölgesi boyunca v2 ve v1 arasında herhangi bir hızda olabilir ya da pek çok kez hız değiştirebilir ki bu da her zaman daha fazla ya da az düzgünsüzlüğe sebep olur. Neyse ki bu olumsuz etkileri bir derece azaltacak birkaç durum bulunmaktadır. Belirli derecede ilave yönlendirme; • kısa olanlara taşıyıcı olması için yeter sayıda uzun liflerin • silindirler, iğneler, apronlar gibi kılavuzlama cihazlarının • sürtünme bölgesinin kullanımı ile sağlanabilir. Çekim davranışı açısından çok önemli olan bu son faktör (sürtünme bölgesi kullanımı) detaylı bir şekilde incelenecektir. F 1 2 v1 v2 a c b d I 0 1 2 3 4 II 5 D Şekil 46 – Yapışma-kayma bölgesi için çekim kuvveti diyagramı F, çekim kuvvetinin genliği; D, çekim büyüklüğü (Zigzag çizgi yapışmadan kaymaya liflerin durumundaki sürekli değişikliği göstermektedir.) Şekil 47 – Çekim bölgesinde yönlendirilmiş ve yüzen lifleri 45 46 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 6.4. Sürtünme bölgesi 6.4.1. Elyaf sürtünme bölgesi Liflerin transferinin sağlanabilmesi için üst silindirler alt çekim silindirlerine yeterli basınç ile bastırılmalıdır. Bu basınç sadece düşeyde değil yatay doğrultuda da elyaf tutamına dağılmaktadır. Liflere uygulanan baskı ve dolayısıyla lifler arası sürtünme çekim bölgesine iletilir. Kıstırma hattından uzaklaşılmasıyla yoğunluk azalır ve en sonunda sıfıra düşer. Sürtünme bölgesi lif kontrolü için önemli bir ortamdır [18]. Çekimin olumsuz etkisini toleranslar içerisinde tutar. Her bir parametre aşağıdaki etkileri doğurur: Belirli bir optimum yükseklikteki silindir basıncı güçlü baskı ve görece uzun sürtünme bölgesi sağlar. Modern çekim sistemlerinde uygulanan basınç değerleri zaten optimum değerlere ulaştığı için bu yöntemle elyaf kontrolünde sağlanabilecek daha fazla iyileştirme söz konusu değildir. Çok sert baskı silindirleri (örneğin çelik silindirler, Şekil 49, a) kıstırma hattının merkezine yüksek basınç uygular. Ancak, kenarlarda daha düşük olduğu için basınç eğrisinde merkezden uçlara doğru düşme bulunmaktadır. Bu yüzden sürtünme bölgesi kıstırma hattı dışındaki doğrultularda fazla uzun olamaz. Orta sertlikte bir kaplama (Şekil 49, b) ile iyileşme sağlanabilir ve gevşek ama yoğun elyaf malzemesi için optimum olan ise lifi komple sarması sebebiyle yumuşak kaplamadır (Şekil 49, c). Benzer sonuçlar değişik çaplardaki (Şekil 50) silindirlerle de elde edilebilir. Baskı kuvvetini daha geniş bir alana dağıtabilen büyük çaplı silindirler daha düşük basınç değerlerinde ama daha geniş ende baskı yapabilmektedir. Artan sürtünme, çekim bölgesine daha iyi nüfuz eder. Şekil 48 – Uygulanan basınç ile elyaf tutamında oluşturulan sürtünme bölgesi Her çekim bölgesi iki sürtünme bölgesine sahiptir – giriş silindirlerinde dışarıya uzanan arka bölge ve çıkış silindirlerinden arkaya doğru uzanan ön bölge. Eğer silindirler bölgeler çakışsın diye birbirine çok yakın ayarlanırsa çekim sorunları ortaya çıkar. Diğer yandan, eğer mesafe çok fazla olursa ve iki sürtünme bölgesi arasındaki ara alan çok uzun olursa yüzen liflerin kontrolü yetersiz kalır ve yüksek düzgünsüzlük oluşur. Uzun bir mesafede lifleri yönlendirmek için arka bölge çekim alanına kadar uzanırsa ve ön bölge kısa ama net bir şekilde tanımlanmış ise ideal şartlar sağlanmış olur ve sadece kıstırılmış lifler elyaf tutamından çekilir. a b c Şekil 49 – Silindir sertliğinin sürtünme alanı üzerindeki etkileri Elyaf tutamının kütlesi etkisini elyaf sayısı ile gösterir. Düşük kütle, temas yüzeyinin yetersiz olması ve dolayısıyla sürtünmede azalma demektir. Sürtünme bölgesi kısadır. 6.4.2. Etkileyen faktörler Hem iplikçi ve hem de makina tasarımcısı aşağıdaki faktörleri değiştirerek sürtünme bölgesini etkileyebilir: • Üst silindirlerin basıncı; • Üst silindir kaplamalarının sertliği; • Silindir çapı; • Elyaf tutamının kütlesi; • Tutamın yoğunluğu; • Tutamın kesit alanı; • Tutamın eni; • Tutamdaki büküm. Şekil 50 – Silindir çapının sürtünme alanına etkisi Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Yüksek yoğunluk (örneğin kuvvetli basınç) basıncın ve sürtünmenin dağıtılmasını sağlar, böylece uzun sürtünme bölgesi oluşur. Elyaf tutamının kesit alanı çok önemlidir. Kolayca hareket eden ince bir tutam ne sürtünmeye ne de basınca dayanabilir ve dolayısıyla iyi olarak tanımlanabilen bir sürtünme bölgesi sağlanamaz. Bu bir problemdir çünkü lifler her çekim aşamasında dağılır; elyaf tutamı gittikçe genişler. Bunu engellemek için çekim bölgesinde yoğunlaştırıcı kullanılarak elyaf tutamı sıkıştırılır. Ancak sabit yoğunlaştırma elemanlarında oluşan sürtünmeden doğan istenmeyen kuvvetler yüzünden sağlanan etki optimum değildir ve elde edilen geniş elyaf şeridi esasen kendi üstüne katlanmıştır. Sadece dairesel kesit alanı optimum sonuç verir. Daha da iyisi elyaf kütlesinin bir arada sıkı ve daire şeklinde (örneğin fitil formunda) tutabilen koruyucu büküme sahip olmasıdır. Her bir parametrenin ayarlanması ile sürtünme etkilenirse baştan başa tüm çekim işleminde güçlü etkileşimler olacaktır. 6.5. Çekimin dağılımı İki çekim bölgesi bulunan üçlü çekim sistemi genelde kısa elyaf iplik işletmelerinde kullanılmaktadır. Asya da hala dörtlü veya beşli çekim sistemleri kullanılmaktadır. Birinci çekim bölgesinde (ön çekim – kırma çekim) çekimin amacı ikinci bölgedeki ana çekime hazırlıktır. Lifler düzleştirilmelidir ve belli bir dereceye kadar uzatılmalıdır ki ikinci bölgede hala hazırlık işlemleri ile uğraşılmadan ana çekimle lifler hemen hareket ettirilebilsin. Bu şekilde ana çekim sorunsuz gerçekleştirilebilir. Normalde ön çekim kritik çekim değerinin altında gerçekleştirilir. Bazı durumlarda daha yüksek ön çekim uygulanması gerekebilir, örneğin cerlerde ve ring iplik makinalarında (40 civarı ve üzeri çekim değerleriyle). Böyle durumlarda kritik değerlerin üzerinde ön çekimler tercih edilir. Özellikle çekim bölgesindeki elyaf kütlesi ve tutamdaki liflerin yerleşimi olmak üzere, ana çekimin çekim koşullarına adapte edilmesi gerekmektedir. Ara ürünün inceliğinin ve ayrıca liflerin paralelliklerinin arttırılması ile çekim arttırılabilir. Tarak şeridindeki liflerin görece rastgele yerleştirildiği göz önüne alındığında cerdeki ilk pasajda çekimin çok yüksek olmaması gerekmektedir. Çelişen sebepler olmadıkça çekimin arttırılmasına ikinci pasajda başlanarak ring iplik makinasında devam edilebilir. 6.6. Diğer çekim olanakları 6.6.1. Vargel Eğirme Eğer çekime uğrayacak mamul bir uçtan sıkıca tutulurken diğer ucundan tutulup hareket ettirilirse bu ayırma işlemi sonucunda çekim oluşur. Tabii ki yardımcı destek gerekmektedir. İpliğin en zayıf noktasından ayrılmaması için ipliğe koruyucu büküm verilmesi gerekmektedir (bkz 5.5). 6.6.2. Açıcı silindirde çekim Ne çekim sistemi ne de vargel eğirme makinası elyaf tutamını tek tek lif haline getirebilir. Eğer bu gerekliyse açıcı silindirler kullanılmalıdır. Prensip olarak taraklardaki brizör gibidir ve bugün yeni eğirme sistemlerinde kullanılmaktadır, örneğin rotor eğirme makinaları. Garnitür telleri veya iğnelerle kaplanmış küçük, hızlı dönen bir silindir düşük hızda beslenen malzemeden (şerit) her bir lifi çekip alır. Önceden sağlanmış olan lif paralelliğini bozmanın yanı sıra liflerin tutam halinde bir arada tutulabilmesini engellediği için bu şekilde yapılan çekim tüm klasik eğirme sistemlerinde kullanılamaz. Bu durum lifleri düzleştiren derleyici bir ekipmanın kullanılmasına yol açar. 6.7. Çekimin ilave etkileri Çaptaki azalma yanında çekim ile: • liflerin gerilmesi; • liflerin düzleştirilmesi; • liflerin paralelleştirilmesi. Tüm bunlar eğirme için önemli işlemleri temsil etmektedir. 47 48 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 7. İPLİK OLUŞUMU 7.1.3. Liflerin yerleşimi 7.1. İplik üretimi için liflerin bir araya getirilmesi 7.1.1. Liflerin düzenlenmesi Bir ipliğin özellikleri büyük ölçüde üretiminde kullanılan liflerin özelliklerine bağlıdır, fakat aynı ölçüde iplik yapısına da bağlıdır. Aşağıda belirtilen faktörler özellikle önemlidir: • iplik kesit alanındaki liflerin adedi; • liflerin yerleşimi; • liflerin düzenlenmesi; • elyaf tutamında liflerin konumu (örneğin uzun lifler iç tarafta, kısalar dış tarafta); • liflerin yapıya dahil olabilmesi, tutunması (tam veya kısmi); • iplik yapısı; • büküm. İplik tüketicileri satın aldıkları ipliğin diğer kalite unsurlarına sahip olmasının yanı sıra iplikte yapısal ve görüntüsel düzgünsüzlük olmamasını beklerler. Ancak, bu tarz bir iplik bazı ön koşulların sağlanması sonucu imal edilebilir. Bu ön koşulları açıklamak çok kolaydır ama sağlamak çok zordur: tüm iplik uzunluğu boyunca kesitte her zaman; • eşit adette lif • benzer kalite parametresine (örn. lif boyu Şekil 51 a/b, incelik, kalınlık, vs.) sahip her gruptan eşit sayıda lif olmalıdır. a 7.1.2. İplik kesitindeki lif adedi Kesitteki lif adedi başka şeylerin yanı sıra mukavemet, düzgünsüzlük, tutum, yalıtım kapasitesi, iplik kopma oranı ve eğrilme limiti değerlerini belirler. Aşağıda (normal şartlar için) belirtildiği üzere kesit alanındaki lif sayısında alt limitler bulunmaktadır: Pamuk iplikleri Sentetik elyaf iplikleri Ring ipliği: penye 33 elyaf karde 75 elyaf Rotor ipliği: karde 100 elyaf Ring ipliği: karde 50 elyaf Rotor ipliği: karde 100 elyaf Denklemin düzenlenmesi ile eğirme limiti hesaplanabilir: nF = texiplik texlif den elde edilen: texiplik = nF × texlif burada nF lif sayısıdır. Ancak bu formül eğirme limitini etkileyen lif boyu, sürtünme katsayısı gibi diğer parametreleri dikkate almamaktadır. Karışım ipliklerinde ortalama lif inceliği belirlenmek isteniyorsa aşağıdaki formül kullanılabilir: texlif = px × texx + py × texy 100 Burada p yüzde olarak lif oranını belirtmektedir, x ve y birer bileşeni ifade etmektedir. b Şekil 51 – İplikte değişik boylardaki liflerin ideal yerleşimi a, iplik içerisindeki dağılım; b, iplikten gruplar bazında çıkartılmış lif grupları 7.1.4. İplik içerisinde liflerin düzeni İplikten optimum mukavemete sahip olması da beklenmektedir. Günümüzde istisnasız olarak iplikler mukavemetlerini bükümden almaktadır. Bu sebeple, şüphesiz olarak, mukavemet büyük ölçüde büküm yüksekliğine ama ayrıca geniş elyaf teması alanına da dayanmaktadır ve bu da lifler için şu anlama gelmektedir: • yüksek derecede germe (düzleştirme) • mümkün olan en yüksek paralellik • tüm lifin, mümkünse her iki ucunun da, iplik yapısına dahil olması Dahası, yapıştırıcı kullanılmadan imal edilmiş ipliklerde yapı stabilitesi ve mukavemeti esasen büküm dolayısıyla liflerin sarılması sonucu iplik içine doğru oluşan basınç ile sağlandığından tüm ve ya bazı liflerin helisel sarılması azalan öneme sahiptir. Rotor iplikçiliğinde ring iplikçiliğine kıyasla düşük iplik mukavemetinin bir sebebi rotor ipliğindeki düşük derecede paralelleştirme ve düzleştirmedir (lif kancaları). 49 50 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi İlk iki maddeye bakarak, aşağıdaki işlemler bu düzenin sağlanmasından sorumludur: • Taraklama (ana silindirde sağlanan yüksek derecede boyuna oryantasyon alıcı silindirde büyük oranda sıfırlanır) • Tarama (burada paralelleştirme istenmeyen miktarlarda gerçekleşen bir yan etkidir) • Çekim (elyaf kütlelerinin çekimine düzleştirme eşlik ettiği için bu işlem düzen sağlamak için sıklıkla tercih edilir) • Güçlü hava akımında liflerin yüzmesi (örneğin rotor iplik makinasının besleme borusundaki lifler) • Liflerin planlı toplanması (örneğin rotorda) γ1 γ2 B γ3 Şekil 52 – Ring iplikte büküm yapısı [22] 7.1.5. İplik yapısındaki liflerin pozisyonu 7.1.5.1. Ring iplikleri Büküm sayesinde tüm veya bazı lifler gerekli şekilde helisel olarak konumlanır. Bükümden etkilenen lif adedi ve sarım derecesi eğirme işlemine önemli ölçüde bağlıdır. Ring ipliklerde büküm dışarıdan içeriye gerçekleşir. Dış yüzde (dış katman A, Şekil 52), yüksek sarım sebebiyle, lifler ipliğin iç kısmındaki (öz B) liflere kıyasla daha düşük eğime sahiptir (γ = lifler ve iplik ekseni arasındaki açı). İplik özüne doğru lifler daha düşük sıklıkta sarıldığı için ring iplikler manto bükümüne (sheath twist) sahiptir denilebilir. Yükleme altında dış katmanlar radyal kuvvetleri, iç katmanlar ise eksenel kuvvetleri karşılar. Ancak, iç kısımlara doğru basıncın artmasıyla radyal kuvvetler liflerin ayrılmasında eksenel dayanıma destek olur. Ring İplik A Manto bükümü ile tam olarak bükülmüş ipliklerin mukavemeti daha yüksektir ama aşınma dayanımları düşüktür. Sürtünme altında dış yüzeydeki yüksek derecede gerilmiş lifler zarar görür. İpliği lifler bir arada tuttuğu için lif demeti kohezyonunu kaybeder. İplik yapısındaki tüylülük esas olarak yüzeyden dışarı doğru çıkan kısa liflerden kaynaklanır. 7.1.5.2. Open-end iplikler Ring iplikçiliğinin tersine, rotor iplikçiliğinde büküm içeriden dışarı gerçekleşir. Dönen, fırça benzeri açık iplik ucu (C, Şekil 53) önce merkezdeki lifleri yakalar ve sonra rotasyonun sürdürülmesiyle lifler yüzeye doğru taşınır. Liflerin bükümden kaçamadığı iç kısımlarda lif demeti daha sıkılaşır ama aynı zamanda biraz da sertleşir. Diğer yandan, lifler bükümden kaçabileceği için dış yüzeye doğru sıkılık ve sertlik artan derecede azalır. Open-End İplik Hava jeti İplik Sarımlı İplik klasik kompakt rotor eğirme sürtünme eğirme jet eğirme, iki meme, yalancı büküm işlemi vorteks eğirme, tek meme filament sarma merkezde paralel, helisel paralel, helisel az paralel, helisel az paralel, helisel Bükümsüz paralel Bükümsüz paralel Bükümsüz paralel yüzeyde paralel, helisel paralel, helisel Daha rastgele, düşük büküm az paralel, helisel Lifleri %6sı merkez etrafında spiral şeklinde bükümlü Lifleri %20si merkez etrafın- filament sarma da spiral şeklinde bükümlü Elyaf yerleşimi: Elyaf oryantasyonu: parallellik: iyi çok iyi orta düşük orta iyi çok iyi sıkılık: kompakt çok kompakt, yuvarlak açık kopmaktan açığa kompakt kompakt kompakt tutum: yumuşak yumuşak sert sert sert ortadan serte yumuşak tüylülük: Fark edilebilir düşük çok düşük düşük bazı düşükten ortaya çok düşük sertlik: düşük düşük yüksek yüksek yüksek oldukça yüksek düşük Tablo 4 – Eğirme işleminden kaynaklanan yapısal farklılıklar (ayrıca bkz Şekil 56) Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi B C Dış yüzeydeki gevşek liflerin bir diğer dezavantajı ise bu liflerin eksenel sürtünmeye karşı olan hassasiyetidir. Bu gevşek tabakalar sıkıca özde tutturulmadığı için, bu tabakalar köşelerden, kılavuz elemanları, vs üzerinden geçişleri esnasında küçük düğümler halinde kümeleşme eğilimine sahiptirler. Mümkün oldukça open end iplikler geri sarılmamalıdır. 7.1.5.3. Sarımlı İplikler Şekil 53 – Open end iplikçiliğinde liflerin yapı içerisine dahil olması T A Şekil 54 – Rotorda iplik oluşumu Dış katmanlarda görece daha düşük büküm miktarı ve dolayısıyla mukavemete daha düşük katkı sağlaması sebepleriyle öz-büküm diye adlandırılabilecek bu bükümün tipik karakteristikleri manto-bükümüne kıyasla daha sert bir tutum ve düşük mukavemet olarak belirtilebilir. Ancak aşınma mukavemeti çoğunlukla daha iyidir. Dış katmandaki liflerin mukavemete katkısı düşük olduğundan aşınma sebebiyle dış katmanlardaki liflerin kaybının etkisi düşüktür. Rotor ipliklerde bu dış katman başka farklılıklara sebep olur. Bunlardan bir tanesi sargı (kuşak) liflerinin varlığıdır. Bu lifler rotor besleme pasajının altından geçerken tam olarak elde edilmiş ipliğe yerleşen liflerdir. Bu durum rotor ipliğinin tipik karakteristiğidir. Bir diğer farklılık ise neredeyse hiç bükümü olmayan ve hatta ters yönde büküme sahip liflerden oluşan ince bir dış katmanın varlığıdır. Bu durum navel (düze) (Şekil 54, T) ve ekleme bölgesi (A) arasında oluşan sahte bükümden kaynaklanmaktadır. Bağlama bölgesinde rotorun her turu ile yeni lifler bükülmüş elyaf tutamına dahil edilmektedir. Bu sonradan gelen lifler istenen büküm seviyesinin belirli bir oranını alabilmektedir. Eğer bu düşük büküm miktarı yalancı büküm miktarından düşük ise lifler ters yöne bükülmüş olmaktadır çünkü naveldeki sahte bükümle (ters yöne bükme) mevcut büküm sıfırlanmakta ve lifler diğer yönde bükülmektedir. Sarımlı iplikler çoklukla bükümsüz paralel liflerden oluşur (Şekil 55). Bu lifler çok kalın olan özü oluşturur. Bu özün etrafına aynı malzemenden sentetik filament ya da kesikli elyaf sarılır ama bu lifler iplik geneli düşünüldüğünde düşük orandadır. Eğer iplik filament ile sarılmış ise lifler gergin ve paralel yerleştiği ve ayrıca birbirine doğru sıkıca bastırıldığı için yüksek mukavemete sahip olur. Tabii ki filamentin de iplik mukavemetine olumlu etkisi vardır. Böylece belirli bir iplik mukavemetini sağlamak için kesit alanında daha az adette life ihtiyaç olur. Şekil 55 – Sarılmış iplik (Sarımlı iplik) 7.1.5.4. Hava jetli İplikler Eğer özü oluşturan lifler, yalancı büküm eğirme sisteminde (hava jetli eğirme ve Dref 3) olduğu gibi, kesikli elyaf ile sarılırsa, iplik mukavemeti ring ipliğe kıyasla daha düşük olur çünkü görece kısa lifler iplik yapısını bir arada tutamaz. Bu tarz ipliklerin üretilebilmesi için gerekli olan bir minimum lif boyu söz konusudur. Bugün, bu sebeple, yalancı büküm eğirme sistemi temel olarak sentetik liflerin ve pamuk lifi ile karışımlarının veya penye pamuk ipliklerinin eğrilmesine daha uygundur. Bir düze kullanan hava jetli eğirme sistemi, tıpkı vorteks eğirme sistemi gibi, daha yüksek yüzdelerde sarma lifi sağlamaktadır, böylece iplik özellikleri daha iyi ve üretim daha yüksek olmaktadır. 7.1.6. İplik yapısı Yapının bir unsuru dış görünümdür ve tamamen ipliğin dış yüzeyince oluşturulmaktadır. Yapının ikinci unsuru ise iç ve dış düzenidir. İplik yapıları çok çeşitlidir. Bu farklılıklar ipliğin kullanım alanına bağlı olarak kasten yaratılmaktadır ama genelde eldeki koşullarla daha önceden belirlenmiştir. Örneğin, yeni iplik eğirme sistemleri ile ring ipliğe eş değer iplik üretmek çok zordur – ve ring iplik hala karşılaştırma standardı olarak gösterilmektedir (Tablo 4). 51 52 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi İplik yapısı temel olarak hammaddeye, eğirme ünitesine, makinaya, makina ayarlarına, büküme, vs. bağlıdır. Yapı kapalı ya da açık; hacimli ya da kompakt; düzgün veya pürüzlü veya tüylü; yumuşak veya sert; yuvarlak veya düz; ince veya kalın, vs. olabilir. Ama iplik yapısı basitçe sadece görünüm değildir. İplik yapısı, aşağıda belirtilmiş olan parametreleri az ya da çok etkiler: • Tutum; • Mukavemet; • Uzama; • Yalıtım kapasitesi; • Örtme gücü; • Kullanıma, hasara, kire, vs. dayanımı; • Aşınma dayanımı; • Boya alma kapasitesi; • Liflerin boylamasına bir araya gelebilme özelliği; • Kullanım konforu, vs. Ring iplik O. E. rotor ipliği OE friksiyon ipliği Sarımlı iplik Hava jetl i – iplik Şekil 56 – Değişik eğirme sistemleri için iplik yapısındaki farklılıklar (çizimlerde tüylülük göz önüne alınmamıştır) 7.2. Elyaf göçü Farklı karakteristikleri dolayısıyla lifler iplik yapısında değişik pozisyonlar alır. Gruplaşma genelde çekim işlemi esnasında ortaya çıkar. Dolayısıyla, daha yüksek kohezyon sürtünmesine sahip olmaları ve çekime daha yüksek direnç göstermesi sebebi ile uzun lifler yapının merkezinde kalır. Kısa lifler ipliğin dışına doğru bulunur. Lifler ilk yerleştikleri konumlarında her zaman durmadıkları için bu eğilim elyaf göçü ile desteklenir. Örneğin, çok düşük te olsa ipliğe güç etkirse dış tabakadaki yüksek miktarda gerilmiş lifler tamamen ya da kısmen (elyaf uçları mesela) içeriye doğru baskı uygular. Bu şekilde davranarak daha düşük miktarda gerilmiş iç kısımlardaki lifleri de bastırırlar. Lif göçü dış yüzeyden merkeze ya da tam tersi yönde gerçekleşir. Bu tarz bir göç daha çok iplik oluşumu esnasında gerçekleşir ama iplik oluşumu tamamlandıktan sonra da devam eder. İpliğe en düşük kuvvetler etkiyince (eğilme, çekme yüklemeleri, vs. sırasında) her ne kadar iplik elde edilmiş de olsa ipliği meydana getiren lifler üzerindeki daimi kuvvetler lif göçünün sürmesine sebep olur. Örneğin, kısa lifler yüzeye doğru çıkarlar ve kısmen de olsa yapıdan ayrılırlar. Dahası, elyaf göçü esnasında bazı lifler iplik yapısı içerisindeki helisel konumlarını kaybederler: lifler ne kadar kısa ise ve ne kadar rastgele yerleşim söz konusu ise bu tarz bir etkinin görülmesi daha olasıdır. Lif boyuna bağımlı olmasının yanı sıra, elyaf göçü esnekliğe, sertliğe, inceliğe, kıvrıma, vs. da bağlıdır. Kısa, kaba, sert lifler yüzeye doğru hareket ederken uzun, ince ve esnek lifler merkeze, öze doğru ilerler. Yapıya dahil olmaya en yüksek direnci göstermeleri sebebiyle yüksek kıvrımlı lifler de baskın olarak yüzeyde bulunurlar. Elyaf karışımlarını belirlerken lif göçü ciddi bir şekilde dikkate alınmalıdır. 7.3. Mukavemetin sağlanması 7.3.1. Mukavemetin sağlanması için olasılıklar Görece kısa boydaki tek tek liflerden oluşan iplikte mukavemeti sağlamak için bir lifin doğal mukavemetinin tamamen veya kısmen diğerine aktarılması gerekmektedir. Temelde, iki alternatif vardır: yapıştırıcılar ve büküm. Liflerin doğal mukavemetinin tam olarak transfer edilmesi yapışkan kullanımı ile mümkündür, örneğin Twilo işlemi. Yapıştırma efekti yapışkan malzemeler ya da lifler (polivinil alkol lifleri) aracılığı ile sağlanabilir. Bu uygulama ancak küçük bir pazar payına sahip alanda kullanıldığı için, mukavemeti sağlamak için tek elyaf tutamının bükülmesi gelecek için bile tek olasılık olarak kalmaktadır. Büküm esnasında liflerin uzaması iplik özüne doğru artan basınca sebep olur, örneğin lifler arasında sürtünme kuvvetinde artmaya sebep olur ve bu yüzden, sonuç olarak, iplik yapısında kuvvetli kohezyon sağlanır (Şekil 57). Yapıştırıcılarla bir arada tutulmayan elyaf tutamları doğal mukavemetlerini tam olarak aktaramaz. Büküm ile bir arada tutulan kesikli lif ipliklerinde lifin doğal mukavemetinin aktarım oranı %25 ile %70 arasındadır (normalde 30 - 50%). Gerekli büküm gerçek büküm, yalancı büküm ve self-twist (Repco işlemindeki gibi) ile sağlanabilir. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 7.3.2. Gerçek büküm (ring ipliği referans alınarak açıklanmıştır) 7.3.2.1. Büküm yönü Büküm, iğler, rotorlar,ve silindirler aracılığıyla elde edilmektedir. Sol ve sağ olmak üzere daima İki farklı büküm yönü mümkün olduğundan lifler de iki farklı yöne bükülebilir. Z veya S harfleri ile ifade edilen büküm yönü liflerin oryantasyonuna (Z ve S harflerinin diyagonalleri baz alınarak) dayanmaktadır (Şekil 58). S büküm tamamen dışarıda bırakılmamak şartıyla, normal olarak kısa lif iplikçiliğinde Z büküm kullanılır. değerine kadar devam eder (mukavemeti düştükten sonra her bir lifin mukavemetinin optimum yükselmesi). İki eğride de görüldüğü üzere, maksimum – kritik değer olarak da nitelendirilen- büküm bölgesi (C noktasında)hammaddeye bağlıdır. Normalde, iplikler kritik büküm bölgesinin (A – örme, B – çözgü) altındaki seviyelerde bükülmektedir; sadece vual (C) ve krep (D) gibi özel iplikler bu seviyenin üstündeki değerlerde bükülmektedir. Maksimum mukavemet değerinin altında büküm seviyesi seçimi uygundur çünkü daha yüksek dayanımlar gereksizdir, nihai ürünün tutumunun (tuşesinin) sert olmasına neden olur ve verimi düşürür. Bahsedilen son etki denklemden ortaya çıkmaktadır: İplik bükümü = İğ hızı (dev/dak.) Sevk hızı (m/dak.) İğ hızının mümkün olan en yüksek limitlerinde olması (bu yüzden sabit olarak kabul edilebilir) sebebiyle daha yüksek büküm ancak sevk hızının ve dolayısıyla üretim hızının düşürülmesi ile elde edilebilir. F C D B PES Şekil 57 – Büküm ile ipliğe mukavemet sağlanması C A B D Co A T/m Şekil 58 – Eğrilmiş ve bükümlü ipliklerde büküm yönleri Şekil 59 – Büküm tur sayısı ile iplik mukavemeti arasındaki ilişki F, mukavemet; T/m, iplikte metre başına büküm sayısı; PES, poliester elyafı; Co, pamuk elyafı 7.3.2.2. Büküm ve mukavemet 7.3.2.3. İpliğin eninde ve boyunda deformasyon Kesikli elyaftan bükülmüş ipliğin mukavemeti bükümün artması ile artmaktadır. Eğrinin alt kısımlarında (Şekil 59) mukavemet, tamamen kayma sürtünmesinden kaynaklanmaktadır (gerilme yüklemesinde lifler kaymaktadır). Kohezyon sürtünmesi eğirinin orta – üst kısımlarında ortaya çıkmaktadır. Bu durum yüksek gerilim ve dolayısıyla yüksek basınç yüzünden oluşur ve sonuç olarak öyle seviyelere gelir ki daha az elyaf birbiri üzerinde kayabilir hale gelerek daha fazla elyaf kırılmaya başlar. Bu durum belirli bir maksimum Liflerin, diğer liflerin etrafına spiraller halinde sarılabilmesi için boylarının uzama ile artması gerekir. Bir lif uzatıldığında esnekliği sebebiyle eski haline dönmeye çalışır. Lifin uzamamış haline geri dönme eğilimi merkeze doğru yüksek gerilmeye sebep olur ve bu yüzden ipliğin iç tarafındaki basınç sürekli artar. Bu gerilimler kuvvetli baskıya ve dolayısıyla iplikte yüksek yoğunluğa sebep olur. Baskı, iplik çapında azalmaya neden olur. 53 54 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Bu sebeple çap ile büküm ters orantılıdır. Ancak, relakse olma eğilimi ipliğin kısalmasına neden olur. Aynı etki liflerin iplik eksenine göre açılı (eğimli) yerleşmesiyle de oluşur. Dolayısıyla eğrilmiş ipliğin uzunluğu ön silindirde ölçülen çıkış uzunluğu ile asla örtüşmez. Bu kısalmanın miktarı ayrıca hammaddeye ve özellikle büküm sayısına bağlıdır. Johannsen ve Walz [20] in belirttiği üzere pamuk ipliklerinin kısalması Şekil 60 dan hesaplanabilir (örnek olarak Teksas pamuğu kullanılmıştır). İplikler aynı H yüksekliğine sahip iki üçgenin (ABC ve AB’C’) türetildiği bir düzlem üzerine sarıldığında fark barizleşir. f lifi H den l ye, f’ ise H den L ye uzatılmıştır. İplik II’ deki daha yüksek uzama yüksek gerilim ve dolayısıyla daha fazla basınç anlamına gelmektedir. İplik II’nin mukavemeti iplik I’ e kıyasla daha yüksektir. I C II D C' D' C C' l H f E A A[%] G A' L γ2 γ1 f' E' H h A G' B d Iπ Texas 8 dI e 6 m dIIπ dII Şekil 61 – Farklı kalınlıklardaki ipliklerde liflerin (f ve f’) sarılması 4,5 135 4,0 120 4 3,6 110 3,3 100 2 0 B' 3,0 50 25 16.7 90 12.5 [tex] Şekil 60 – Farklı büküm katsayılarına sahip ipliklerin kısalması A, % olarak kısalma; tex, iplik numarası; a, büküm faktörü (e, İngiliz; m, metrik) İplikteki lif uzamasını ölçmek zordur, bu sebeple istenen mukavemetin belirlenmesinde bir skala olarak kullanılamaz. Bu şekilde bir skala bir açı ile sağlanabilir, örneğin, eksene göre eğim açısı γ. Yukarıdaki açıklamalardan iplik II’nin, iplik I’e göre daha yüksek mukavemete sahip olduğu anlaşılmaktadır. İplik II, iplik I’ e göre daha yüksek γ açısına sahiptir. Mukavemet (F) eğim açısı ile doğru orantılıdır: FI FII = γ1 γ2 7.3.2.4. Büküm formülleri C Büküm işlemindeki pek çok bağlantıyı açıklayabilmek için aşağıda iki iplik teorik model olarak ele alınmıştır. İpliklerden biri diğerinin iki katı kalınlıkta olduğu kabul edilir [21]. Her iki durum için de birer tek lif ele alınmıştır, sırasıyla f ve f’ (Şekil 61). Bükümden önce, bu lifler dış yüzeyde AC, A’C’ doğruları üzerindedir, sırasıyla. İpliklerin AG (A’G’) ve CD (C’D’) doğrularında kıstırıldığını ve her birinin 360° döndürüldüğünü varsayalım. Daha sonra lifler sırasıyla AEC ve A’E’C’ doğruları ile belirtilen yeni pozisyonlarını alır. Eğer lifin boyu artarsa her lif bu helisel yerleşimi yapabilir. Ancak, iplik II’nin daha büyük çapı olması sebebiyle f’ lifindeki boy uzaması f lifine göre belirgin bir şekilde daha yüksek olur. D C' C'' H h h γ2 A G A B'' B' Şekil 62 – Ince ipliklerde bükümdeki tur sayısı Bir diğer deyişle, eğim açısı arttıkça mukavemet artmaktadır. İki iplik aynı mukavemet değerine sahipse o zaman eğim açıları da aynı olmalıdır, yani γ1 = γ2 (burada diğer tüm faktörler göz ardı edilmektedir). Bu durum ancak iplik Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi I’deki her büküm turu uzunluğunun H den h’ye düşürülmesi ile mümkündür. Verilen örnekte bu sebeple iplik I’ in bükümü iplik II’nin bükümünün iki katı miktarında olmalıdır (Şekil 62). Eğer bu kütleler İngiliz sistemine göre iplik numarasına yerleştirilirse aşağıdaki sonuçlar elde edilir: 4 L L = 2 = 2 m dI × π × σ dI × π ×L×σ 4 NeI = 7.3.2.5. Büküm denkleminin çıkarılması Eğer yukarıda konunun iyi anlaşılması için kullanılan iki iplik daha geniş ölçekte çizilirse Şekil 63’deki durum elde edilir [20]. Aşağıdaki bağıntı çıkarılabilir: h H = dI dI ve dII dII = 4 L L = 2 = 2 m d × π×σ d II × π II ×L×σ 4 NeII = T2 T1 Burada iplik numaraları aşağıdaki formül ile ilişkilendirilir: 4 T = iplikteki büküm. NeI İpliğin kütlesi 2 I d ×π×σ = NeII 4 2 = d II × π × σ 2 dI × π × σ 2 d II × π × σ m = V(hacim) x σ (özgül kütle) Sadeleştirildiğinde: L dI T1 2 NeI d II = NeII 2 dI h Çaplar şu formül ile ilişkilendirilebilir: 2 dII T2 d II d 2 I NeI = NeII dII i.e. dI = NeI NeII H ayrıca Şekil 63 – Farklı kalınlıklardaki ipliklerde büküm sayısı dII = T1 T1 dolayısıyla: T2 Hacim şu şekilde hesaplandığından dI V = A(kesitteki yüzey alanı) × L(uzunluk), Farklı bir şekilde ifade edilirse: T1 ve alan NeI A = d2 × π 4 İplik kütlesi ise m = d2 × π 4 ×L×σ İplik I ve iplik II’nin kütleleri: 2 m1 = dI × π 4 ×L×σ 2 m2 = d II × π 4 ×L×σ T2 = T2 NeII = T3 NeIII = Tn Nen = NeI NeII = Sabit = Bu sabit, örneğin, ile nitelenirse, aşağıdaki genelleştirilmiş denklem çıkarılabilir: T Ne = e .... T = e Ne = tur/inç 55 56 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Büküm faktörü a İngiliz iplik numaralandırma sistemine göre çıkarılır ve pamuk iplikleri için aşağıdaki gibidir. İplik tipi Kısa kesikli lif Örme – Orta uzunlukta kesikli lif Uzun kesikli lif 2.5-3.0 2.1-2.6 Atkı 3.3-3.8 3.0-3.5 2.5-3.0 Semi-çözgü 3.7-4.0 3.5-3.8 3.0-3.4 Çözgü 4.0-5.0 3.8-4.5 3.4-3.9 Bu sebeple elyaf tutamı, büküm elemanı ile çıkış silindiri arasında büküme sahip değildir. Yalancı büküm tertibatında, büküm sadece giriş silindiri ve büküm elemanı arasındaki bölgede bulunur. Yalancı büküm tekstüre işleminde de bu prensip kullanılmaktadır. K2 T K1 Z2 T Z1 Diğer numaralandırma sistemleri için aşağıdaki denklemler kullanılabilir: Tur / metre: T/m = m × 100 tex tex = tex Dönüşüm faktörleri: b T / inch = T / m × 0,0254 e= m× 0,033 e = tex 958 7.3.3. Yalancı büküm 7.3.3.1. İşlemin esasları Eğer bir elyaf tutamı belirli mesafedeki iki çene K1 ve K2 tarafından kıstırıldıysa (Şekil 64) ve arada bir noktada bükülüyorsa büküm elemanının (T) her iki tarafındaki kısımlarda eşit miktarda ama ters yönlerde büküm alacaktır: bu örnek için sağ tarafta Z ve sol tarafta (düşeyde görülen) S büküm. Eğer çeneler dönen silindirler (Z1 ve Z2) ile değiştirilecek olursa ve iplik de büküm esnasında silindirlerden geçirilirse aynı şey gerçekleşir ancak burada şartlar farklıdır. İlk olarak bahsedilen ve ipliğin sabit olduğu durumda her iki iplik kısmı da başlangıçta bükümsüzdür. Ancak akan bir iplik söz konusu olunca iplik b kısmına girdiğinde üzerinde a kısmında verilmiş olan büküm bulunur. Verilen bu örnekte Z büküm söz konusudur. Ancak büküm elemanı soldaki kısımda S büküm vermektedir, dolayısıyla ilk bölüm olan a kısmında verilen her Z büküm ikinci bölüm olan b kısmında verilen her S büküm ile açılmaktadır. a Şekil 64 – Yalancı büküm oluşumu (üstte) hareketsiz koşullarda; (altta) elyaf tutamı silindirler arası akarken 7.3.3.2. Yalancı büküm ile mukavemet sağlamak Belirtildiği üzere, yalancı büküm ünitesini terk eden elyaf tutamı paralel, bükümsüz liflerden oluşmaktadır (Şekil 65). Dolayısıyla bu büküm prensibi ipliğe mukavemet sağlamak için uygun değildir. Yine de, iplikler bu metot ile eğrilmektedir – ama sistemde iyileştirme yapıldıktan sonra. Örneğin Z1 silindirince beslenen elyaf tutamı yalancı büküm bölgesine, a bölgesi, besleneceğinden geniş olmalıdır. Sonuç olarak önemli bir genişliğe sahip olması sebebiyle elyaf tutamının kenarlarındaki lifler büküm almayabilir. Z2 b Şekil 65 – Yalancı büküm ile iplik üretimi a Z1 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Önceki bölümde anlatılanların aksine, büküm elemanına girecek olan elyaf tutamı tamamen bükümlü değildir. Sadece tutamın merkezindeki lifler ki bu lifler tutamın çoğunluğunu temsil etmektedir, bükülmüştür ve kenarlardaki manto lifleri bükülmemiştir ya da çok düşük büküme sahiptir. Büküm elemanı tarafından verilen ters yöndeki büküm ise bükülmüş olarak gelen elyaf tutamının bükümünü, özellikle tutamın ortalarındaki bükümü, açmaktadır. Z E T B 7.3.3.3. Eğirme işleminin diğer yerlerinde yalancı büküm Yalancı büküm elde eldilmesi daha önce verilen örneklerle sınırlı değildir. Yalancı büküm eğirme işlemi esnasında isteyerek ya da istemeyerek değişik noktalarda da ortaya çıkmaktadır: örneğin, fitil makinasında kelebekte ve rotor iplik makinasında rotor düzesinde (navel). Büküm elemanının iki sıkıştırma noktası arasında çalıştığı her kısımda yalancı büküm elde edilebilir. Kıstırma noktaları verilen örnekte olduğu gibi (örneğin Şekil 66’daki rotorda iplik temas noktası E ve sevk silindirleri Z) sabit olabilir ve büküm elemanı (navel T) Bölüm 7.3.3.1’de anlatıldığı gibi dönebilir. Alternatif olarak büküm elemanı (T) hareketsiz olabilir, rotor eğirme sisteminde olduğu gibi, ve E noktasında rotor dönüşünün yarattığı hareket ile iplik navel oyuğuna temas ederek sürekli dönebilir. Oluşan etki aynıdır. Yalancı büküm E ve T noktaları arasında oluşur. Bu yalancı büküm etkisi olmasaydı günümüzde kullanılan yüksek rotor hızlarına çıkmak mümkün olmazdı. Şekil 66 – Rotorda yalancı bükümün elde edilmesi 7.3.4. Self-twist Bununla birlikte, gelen elyaf tutamında hiç bükümü olmayan örneğin manto lifleri ise bükülmektedir. Bu lifler böylece özdeki liflerin etrafına sarılmış olur ve sargılı iplik elde edilir. Murata jet sistemi benzer şekilde çalışmaktadır ancak tam olarak aynı değildir ve Dref 3 sisteminde büyük farklar bulunmaktadır. Elyaf tutamı ileri ve geri hareket etmekte olan ovalama silindirleri (N) arasından beslenirse kısa uzunluklarda bir S bir Z büküm alarak sürekli bir şekilde bükülür (Şekil 67 ve 68). Yaratılan ters yönlü dönme momenti, iplik silindirlerinin kıstırma hattından çıkar çıkmaz bu bükümü açacaktır. N N S S Z Z Şekil 67 – Self-twist Şekil 68 – Self-twist ile iplik oluşturma 57 58 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Tek bir elyaf demeti yerine iki elyaf demeti paralel ve birbirine yakın bir şekilde beslenirse ters yönlü dönme momenti yalnızca tek bir iplikte etkin olamaz. Her ikisinde de etkinleşir ve bu da her iki ipliğin birbiri üzerine sarılmasına neden olur. Böylece değişken büküme sahip katlı iplik elde edilir – her iki iplikte S büküm varken katlı hallerinde Z büküm ve her iki iplikte Z büküm olan kısımlarda ise katlı hallerinde S büküm meydana gelir. Bükümlü kısımlar arasında bükümsüz bölgeler bulunması sebebiyle bu şekilde elde edilen ipliğin mukavemeti genelde yeterli seviyede olmayabilir ve ilave büküm verilmesi gerekir. Kamgarn iplik eğirme sisteminde, ki bu metodun yegane uygulama alanıdır, self twist (Repco olarak da bilinir) iplik eğirme sistemi her ne kadar geniş ölçekte olmasa da senelerdir kullanılmaktadır. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 8. MATERYALİN AMBALAJLANMASI 8.1. Materyal taşıyıcılar 8.1.1. Materyal taşıyıcılar ve nakliye Bir iplik işletmesi üretim alanından daha çok büyük ölçekli bir nakliye organizasyonudur. Tabi ki bu iddia biraz abartılıdır ama doğruluk payı içermektedir. Malzemenin miktarı ve hareket edecekleri mesafeler düşünüldüğünde karşılaştırma bariz bir hal alır. İplik işletmelerinde depolama ve nakliye önemli maliyet faktörleridir. Dahası kaliteyi azaltan etkileri de bulunmaktadır. Nakliye bir önceki makinadan sevki ve bir sonraki makinaye beslemeyi gerektirir. Pratikte bu işlemler sıklıkla doğru olarak yapılamamaktadır. Dahası sarım işlemi pek çok makinanın performansına engel olmaktadır. Bu yüzden, örneğin kopça kullanılarak kops üzerine sarım yapılması sebebiyle ring iplik makinalarında daha fazla geliştirme yapmak zordur. Bu yüzden iplikhanelerde malzemenin ambalajlanması ve nakliyesi büyük problemdir öyle ki makina tasarımcıları ve fabrika personeli sürekli bu problemi dikkate almak zorundadırlar. Bu karmaşık problemde yeni optimumlar bulmak ve en uygun şartları araştırmak bir zorunluluktur. Materyal taşıyıcılar açısından aşağıdaki unsurlar önemlidir: • Mümkün olduğunca fazla materyali alabilmelidir; • Karmaşık olmayan metotlarla doldurulabilmelidir ya da sarılabilmelidir. • Malzemenin sağılması işlemi basit olmalıdır. • Malzemeyi korumalıdır. • Nakliye işlemini kolaylaştırmalıdır (boş ya da dolu iken). • Az yer kaplamalıdır. • Teminleri ekonomik olmalıdır. • Ergonomik tasarıma sahip olmalıdır. Bu sebeple bu tarz ambalajlar pek çok üretim biriminin kısıtlı alanlarda çalıştığı durumlarda tercih edilir, örneğin ring iplik makinalarında fitil bobini. • Sadece malzemenin olduğu desteksiz ambalajlar. Örneğin bobinler, demetler, çileler ve benzerleri. Bu çeşit ambalajlar sadece özel amaçlarla kullanılabilir. 8.1.2.2. İç destekli olup da en fazla kullanılan ambalaj çeşitleri FİTİL BOBİNLERİ Her bir sarım birbirine yakın olacak şekilde sarılır ve paralel sarım olarak isimlendirilir. Şekil verici de denilen içerdeki destek kısım plastik ya da tahta masuralardır. Masuranın en yukarısındaki ve en aşağısındaki katların düşmemesi için tüplerin uçları koniktir. Sarım yüksekliği 16 inçtir. Sarım işlemi esnasında fazla gerginlik uygulanmaz. Dolayısıyla bu tarz bobinleme fitil gibi zayıf ürünler için idealdir (Şekil 69). 8.1.2. Bobin formları 8.1.2.1. Sınıflandırma İplik fabrikasının ara ve son ürünleri için üç grup ambalajlama çeşidi bulunmaktadır [18]: • Malzemenin içine biriktiği konteynırlar, örneğin kovalar. Bu tarz ambalajlar, malzemeye yüksek derecede koruma sağlar ama dolu iken ne kadar yer kaplarsa boş iken de o kadar yer kaplamaktadır. • Üzerine malzemenin sarıldığı silindirler, iğler, masuralar, konikler ve benzerleri gibi ambalajlar. Bu ambalaj çeşidi daha düşük seviyede koruma sağlar ancak bu şekilde malzemenin transferi daha kolay yapılabilir, ayrıca ürün yüksek hızda ve kontrollü şekilde sağılmaya imkan verir ve boş iken daha az yer kaplar. Şekil 69 – Fitil bobini FLANŞLI BOBİNLER Bu bobinlerde de paralel sarım söz konusudur ancak sarım yüksekliği sabittir (Şekil 70). Bu yüzden üzerlerine sarım kapasitesi daha yüksektir, ama malzeme flanşların altında sıkışmaktadır ve flanşların yuvarlak kısımlarından sıyrılabilmektedir. Bu sebeplerle bu tarz bobinleme kısa elyaf iplikçiliğinde tercih edilmemektedir. 59 60 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi KONİK ÇAPRAZ SARIM BOBİNLER Karton ya da plastik masura üzerinde iplik bir uçtan diğerine çapraz şekilde enine hareket ettirilerek sarılır (Şekil 72). Çapraz sarım bobinler üzerine büyük miktarda malzeme sarılabilir, sarılması ve sağılması için yeterli yer olduğu zaman idealdir. Her iki durumda da, yüksek hızlarda çalışılabilir. Konik çapraz sarımlı bobinlerde konik açısı = 9° 15‘, 5° 57‘,4° 20‘, 3° 30‘, ve 2° olur. Şekil 70 – Flanşlı bobinde ambalajlama KOPS (ayrıca bkz Şekil 83, Şekil 85) Sarımlar paralel değil koniktir (Şekil 71). Her konik tabaka ve dolayısıyla sarım yüksekliği masura yüksekliğinden daha kısadır. Bilezik tablasının küçük miktarlarda ve sürekli yükselmesiyle her bir tabaka diğerinin üzerine sarılır. Sarımlar plastik veya karton masuraların üzerine yaklaşık 300 mm ye varan yüksekliklerde oluşturulur. Sarım işlemi düşünüldüğünde bu tip bir işlem tercih edilmez çünkü; • sarma mekanizması karmaşıktır; • sarım işlemi esnasında iplikte sürekli gerilim varyasyonu oluşur; • sarım işlemini gerçekleştirmek için kopça gerekmektedir; • ve bu, makinanın performansını sınırlamaktadır. Şekil 72 – Çapraz sarım konik SİLİNDİRİK ÇAPRAZ SARIM BOBİNLER Bunlar çapraz bobin formunda yapılır ve üretilmeleri kolaydır (Şekil 73). Ancak bobinin sağılması düşünüldüğünde tabakaların konik yerleşimi yüksek çekim hızlarına izin verdiği için optimumdur. Şekil 73 – Silindirik çapraz sarım bobin Şekil 71 – Kops KISA ÇAPRAZ BOBİN (SUN-SPOOLS) Bunlar da konik sarımlardır ama silindirik bobinlere kıyasla daha dardır, daha çok disklere benzer (Şekil 74). Büküm ünitesine beslendiği zaman birbiri ardına iki bobinin tamamlanmasına izin verir böylece önceki katlama beklenenden daha iyi olur. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Şekil 74 – Kısa çapraz bobin 8.2. Kova içine yerleştirme 8.2.1. Şeridin yerleştirilmesi Şekil 76 – Kova içerisine şeridin yerleştirilmesi Bir kovayı doldurmada en avantajlı metot olarak şeridin siklodial olarak yerleştirilmesi belirtilmektedir (Şekil 75). Bu işlemde, şerit iki öteleme hareketinin eş zamanlı olarak gerçekleştirilmesiyle yerleştirilmektedir. Kılavuzu (L) ile birlikte dönen tabla (R), şeridi çıkış silindirlerinden (D) alıp daire şeklinde sarım halkası halinde biriktirir. Ancak, döner kova tablası (C) sürekli kovayı döndürdüğünden daire çizen birikme noktası sürekli yer değiştirmektedir. Böylece kovada dairelerin helisel yerleşimi gerçekleşmektedir (Şekil 76). Pek çok döner kova tertibatında artık kovalar döndürülmemektedir. Bu durumda, her iki hareketin de yukarıda sağlanması gerekmektedir. Sevk tablası, daha düşük hızla dönmekte olan daha büyükçe ikinci bir tablada yüksek hızda döner. Böylece daireler yer değiştirir ve siklodial yerleşim sağlanır. Her durumda, şerit, yukarıdan aşağıya kovanın ortasında boşluk kalacak şekilde yerleştirilmelidir. Bu boşlukla şerit katlarının kovanın ortasında birbiriyle kesişmesi önlenmektedir. Böylece ortada malzemenin yığılarak piramit benzeri bir form alması ve kova kenarlarının boş kalması önlenmiş olur. 8.2.2. Geniş ve dar sarım halkaları (sarmallar) D L R Boş alan, geniş sarım halkaları (sarmal) (Şekil 77, merkezin üstünde sarmal oluşumu) ya da dar sarmallarla (Şekil 78, merkezin altında sarmal oluşumu) elde edilebilir. Dar sarmallarda şerit sarmalının çapı (dB ) kovanın çapından (rC ) daha küçüktür. Geniş sarmallarda ise şerit sarmalının çapı (dB ) kovanın çapından (rC ) daha büyüktür. Geniş sarmallar genelde küçük-orta ebatlarda kovalarda tercih edilir ve küçük sarmallar ise bükük kovalarda kullanılmaktadır. Çaplar arasındaki bağıntı yaklaşık olarak; dC dB C Şekil 75 – Döner kova tertibatı = 1,45 veya dC dB = 2,5 Geniş sarmallar küçük-orta büyüklükteki kovalarda daha iyidir çünkü aynı çevresel hızı elde etmek için tabla düşük hızlarda döndürülmektedir (kuvvette, gürültüde ve aşınmada azalma). Dahası kova kapasitesi %5-10 daha fazladır. 61 62 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Ancak geniş kovalarda, tablanın mümkün olduğunca daha küçük olması daha avantajlıdır çünkü böylece daha küçük bir kütle döndürülecektir. Ayrıca optimum alan kullanımı için geliştirilmiş dikdörtgen kovalar da vardır. 8.2.3. Şeridin bükülmesi Şeridin sikloidal biriktirilmesinin pek çok avantajı bulunmaktadır, ama dezavantajları da vardır. Şeritte büküme sebep olur. Genelde önemsiz seviyededir, çünkü şerit sadece birkaç tur bükülür. Ancak sentetik elyaf iplikçiliğinde bu durum bazı sorunlara sebep olabilir. Hem tabla hem de döner tabla dönmekte olduğundan her iki yerde de büküm oluşabilir. Tablada oluşan bükümler kalıcı değildir: şerit kovadan sağılırken geri açılır. Diğer yandan, kova tablası tarafından oluşturulan bükümler kalıcıdır. Şeritlerin yerleşimi esnasında kovanın tablası her hangi bir büküm yaratmaz, sadece şeridin birikme noktasını öteler. Şerit kovanın içinde helisel sarmallar halinde birikirken bükülmektedir. 8.3. Vatka elde ederek ve rulo yaparak sarma dB dC Şekil 77 – Şeritlerin geniş sarmallar halinde yerleştirilmesi (merkez üstü sarmal oluşumu) Bu tip sarım işlemlerinde geniş endeki ürün, örneğin vatka ya da tülbent, mandrel ya da bir silindir üzerine tam ende sarılır (Şekil 79). Gezdirme mekanizması gereksizdir çünkü mamulün eni ile silindir eni aynıdır. Bu durumda sarım işlemi oldukça basit bir işlemdir. Ancak sağma işlemi o kadar basit değildir. Vatka tabakaları birbirinden düzgün bir şekilde ayrılmayabilir. Birbirlerine tutunup, yırtılır veya ayrılabilir ve bu da sorunlara neden olur. Bu durumlar eğer vatka kapalı, kendini sınırlayıcı bir tabaka oluşturamazsa ortaya çıkar. Vatka yüzeyindeki paralel yerleşimli liflere kıyasla liflerin rastgele yerleşimi her bir vatka tabakasını birbirinden daha iyi ayrılmasını sağlar. Bu durum net bir şekilde penye işlemindeki şerit vatka makinasında görülebilir. dB dC Şekil 78 – Şeritlerin dar sarmallar halinde yerleştirilmesi (merkez altı sarmal oluşumu) Şekil 79 – Mandrel üzerine vatka tabakalarının sarılması Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Şekil 80 – Bölümler halinde fitil bobininin oluşması Şekil 81 – Sarımların birbirine bitişik yerleştirilmesi 8.4. Fitil bobinlerinin sarılması 8.4.1. Bobinin oluşumu çok yakın yerleştirilmek zorunlu olduğundan, bobinin, ikinci sarım tabakası için birinci. Üçüncü tabaka için, daha da yavaş döndürülmelidir ve bu şekilde devam edilir. Bobin arabasının ve dolayısıyla bobinlerin hızı sürekli düşürülmelidir. İkinci bir hareket değişikliğine daha gerek vardır; bobin arabası daha kısa adımlarla hareket etmelidir. Bobinlerin flanşlarının şeklindeki sınırlamalardaki eksiklikler sebebi ile bu gereklidir. Eğer adımlar sabit tutulsaydı, yani bobinin sonu dümdüz (konik değil) olsa idi, o zaman bobin sonundaki tabakalar düşerdi. Bunu önlemek için bobin sonları konik yapılmaktadır ve bobin tablasının adımları her tabakada azaltılmaktadır. Fitiller paralel tabakalar halinde sarılır, yani masura üzerine her sarım diğerine mümkün olduğunca bitişik olarak yapılır (Şekil 80 ve 81). Masuranın tamamı üzerine sarım yapabilmek için sarım noktasının sürekli kayması gerekmektedir. Bu da, temelde, kelebeğin yükseltilip alçaltılmasıyla baskı parmağının konumu değiştirilerek ya da masuranın yukarı aşağı hareketi ile sağlanabilir. Ancak pratikte kelebeğin yukarı ve aşağı hareketi olması gereken şekilde gerçekleştirilemez çünkü eğirme geometrisinde – çekim bölgesinden kelebeğe kadar ipliğin izlediği yolun uzunluğu ve eğimi – sürekli varyasyonlara sebep olur. Pratikte uygulanabilecek tek metot daha karmaşık olan masuranın bobin arabası ile sürekli olarak aşağı ve yukarı hareketidir. İlk sarım tabakası çıplak masura üzerine yapıldığından ilk sarımın çapı ve dolayısıyla çevre uzunluğu (sarım boyu) küçüktür. İkinci tabaka ise ilkinin üstüne sarılmaktadır, yani sarımların çevresel uzunluğu daha fazladır. Ancak bobine (bobin arabasında bir birim olarak) mümkün olduğunca fazla malzeme sarmak için her bir sarımı birbirine a) Şekil 82 – Kelebek bobinlerin sarılması (a) bobin öndeyken; (b) iğ öndeyken 8.4.2. Hız ilişkileri Fitile büküm vermek için tek bir eleman, kelebek (iğ), gerekmektedir, ama sarım işlemini gerçekleştirmek için iki elemana ihtiyaç vardır; hem kelebeğe hem de bobine. Sarım işlemi bu iki elemanın hızları arasındaki fark, sevk hızına eşit olduğu zaman gerçekleşir. Makinaya tasarım açısından bakıldığında böyle bir durum iki elemandan bir tanesi dönmediği zaman oluşabilir. Ancak böyle bir tasarım kelebeğin ilave bir görevini yerine getirmesini, fitile büküm verilmesini, engelleyecektir. b) 63 64 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Dönmeyen kelebek söz konusu iken materyalde döndürülmeyecektir; döndürülmeyen masura/bobin ile ise sarım başına çok az – sadece bir tur – büküm verilebilecektir. 106 mm çapındaki bir bobin çevresi (=333 mm) başına bir büküm verebilmektedir, yani metre başına 40-60 tur yerine sadece 3 tur. Her iki görevini, sarım ve belirlenen derecede kontrollü bükümü de yerine getirebilmesi için her iki elemanın da aynı yöne dönüyor olması gerekir. Ancak, fitil bobini kelebekten hızlı dönmeli ya da kelebek bobinden hızlı dönmelidir. Bu durumlar sırasıyla bobin öndeyken ve iğ (kelebek) öndeyken şeklinde isimlendirilir (Şekil 82). Önde giden iğin sağladığı avantaj belirli bir değere sabitlenmiş iğ hızında işlemin daha düşük bobin hızlarında (iğ hızından daha düşük) gerçekleştirilebilmesidir. Yine de tüm modern kısa elyaf fitil makinalarında önde giden bobin prensibi kullanılmaktadır. Aşağıda belirtilmiş olan avantajları sağlamaktadır: • Sarma noktasında daha az fitil kopuşları ya da daha az hatalı çekim bölgeleri, çünkü motordan iğe tahrik transmisyon yolu kısadır, halbuki motordan bobine daha uzundur. Dahası motordan bobine tahrik transmisyonunda kayma noktaları da bulunur, konik kayış transmisyonu. Fitil makinasi çalıştırıldığında iğ hemen dönmeye başlar ama bobin gecikmeli olarak dönmeye başlar. Önde giden iğ ile, fitil baskı parmağında yırtılacaktır ve bu noktada çekim hatası oluşacaktır. Bobin öndeyken bu gibi durumlar oluşmaz. • Tabakaların boşalması söz konusu değildir. Fitilin boşalması iğ hızlıyken fitil kopmasıyla gerçekleşir çünkü fitil, bobinin dönme yönünün tersine bir hava direncine karşı hareket etmektedir. Diğer yandan bobin hızlıyken hava direnci fitili masuradan uzaklaştırma değil masuraya doğru bastırma eğilimindedir. • Artan bobin hacmiyle hızda düşme. Bobin önde giderken bobin hızı artan bobin çapıyla yani hareket ettirilen kütle miktarının artmasıyla azaltılmalıdır. Bu durum güç tüketimi açısından avantajlı bir durumdur. Diğer yandan, iğ önde giderken bobin hızı kademeli olarak arttırılmalıdır ki bu hiç mantıklı değildir. 8.4.3. Sarım prensibi Daha önce de belirtildiği gibi, sarım işlemi sadece bobinin çevresel hızı ve iğin (kelebek) hızı arasında fark varsa gerçekleşebilir. Her an, bu fark sevk hızına eşit olmalıdır çünkü üretilen ve sarılan miktar birbirine eşit olmalıdır. Fitil masura üzerine tabakalar halinde yerleştirildiği için çap sürekli artmaktadır. Bu sebeple, müdahale edilmezse, çevresel hızlar (ve sonuç olarak aralarındaki fark) sürekli artacaktır. Sarılan miktarda sürekli bir artış gerçekleşecektir ve fitil kopacaktır. Bundan kaçınmak için bobin hızının kontrollü bir şekilde hız farkı sevk edilen uzunluğa eşit olacak şekilde sürekli azaltılır. Bu sebeple aşağıdaki genel prensip çıkarılabilir. Eğer çevresel hızlar (bo = bobin, spi = iğ) aşağıdaki şekilde verilirse νbo=dbo × π × nbo νspi=dspi × π × nspi ve sevk miktarı da şu şekilde verildiğinde: L= νbo- νspi L= dbo × π × nbo - dspi × π × nspi Burada baskı parmağındaki sarım noktası belirgin olduğundan masura çapı ve iğ çapı birbirine eşittir. Dolayısıyla şunu elde ederiz: L= d × π × nbo - d × π × nspi L= d × π(nbo- nspi ) Denklemi dönüştürerek, herhangi bir masura çapı için bobin hızı şu şekilde çıkarılabilir: (nbo - nspi ) × d × π = L buradan da nbo= L +n d × π spi 8.5. Kopsun sarılması 8.5.1. Kopsun oluşumu 8.5.1.1. Kopsun şekli Kops (Şekil 83), görülebilen üç ayrı kısımdan oluşmaktadır – fıçı benzeri bir taban A, silindirik orta kısım W, ve konik uç K. Aşağıdan yukarıya doğru olmak üzere konik tabakalardan oluşmaktadır (Şekil 84), ama sabit koniklik ancak tabanın oluşmasından sonra mümkündür. Taban kısmında sarım işlemi tıpkı silindir masura üzerinde olduğu gibi neredeyse silindirik tabaka ile başlar. Bir tabakanın diğeri üzerine sarılmasıyla koniklik artar. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi K W LG LH Kalp şeklindeki kam ile bilezik tablasının yükseltilip alçaltılması sağlanır ve hareket, zincirler, kayışlar, silindirler, vb ile bilezik tablasına aktarılır (Şekil 86). Kam yüzeyinin uzunca düz kısmı bilezik tablasını yukarıya doğru yavaşça ama artan hızla iter. Kısa dik kısmı hızlı ama azalan hızda aşağıya doğru hareketi sağlar. A Şekil 83 –İplik ambalajı olarak kops Şekil 86 –Sarım mekanizması Şekil 84 – Kopsun tabakalar halinde oluşması 8.5.1.2. Tabanın oluşumu Her tabaka bir ana ve bir de çapraz bölümden oluşur (Şekil 85). Ana tabaka bilezik tablasının düşük hızda yükselmesi esnasında oluşur, her bir sarım birbirine yakın olmak kaydıyla diğerinin üstüne yerleştirilir. Kopsu etkin bir şekilde ana tabakalar doldurur. Çapraz tabakalar birbirinden ayrıktır ve bilezik tablasının hızla inişi esnasında aşağıya doğru eğimli sarımlardan oluşur. Bu tabakalar, ana tabakalar arasındaki ayırıcı tabakaları oluşturur ve bobin makinalarında hızla çekildiğinde pek çok tabakanın aşağıya doğru sıyrılmasını engellerler. Bu gibi ayırıcı tabakaların yokluğunda, her bir iplik tabakası kaçınılmaz bir şekilde bir diğerinin içerisine bastırılacaktır ve tabakalar halinde ipliğin sağılması imkansız olacaktır. Johannsen ve Walz [20] tipik kops şeklinin oluşmasını aşağıdaki şekilde anlatmaktadır. Kalp şekilli kam ve sevk silindirleri tahrik dişlileri ile birbirine bağlanmıştır. Bu yüzden kamın her dönüşünde ve dolayısıyla iplik sarım tabakası başına sevk edilen miktar her zaman aynıdır. Her bir tabakanın hacimleri de bu sebeple eşittir. d4 d3 d2 d1 d4 d3 d2 d1 h h h b4 b3 b2 b1 Şekil 85 – Ana ve çapraz bölümler Şekil 87 – Kops tabanındaki eğriliğin oluşumu 65 66 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Tabakanın masura üzerine yerleştirilmesi küçük bir ortalama tabaka çapı d1 ile başlar (Şekil 87). Ortalama çap yerleştirilen her bir tabaka ile artar. Sabit tabaka hacmi ile bunun tek bir sonucu olabilir: tabaka eninde b1 ‘den, b2 ‘ye, sonra b3’e ve bu şekilde devam ederek sürekli azalma. Her yerleştirilen tabakadan sonra bilezik tablası da sabit miktarda (h) yükseldiğinden düz bir çizgidense bir eğriyi takip ederek alt kısımdan, dipten, otomatikman yükselir. 8.5.1.3. Konik tabakaların oluşumu Daha önce bahsedildiği gibi bilezik bankı düzgün bir şekilde hareket ettirilemez. Bilezik bankının hızı yukarı hareket esnasında artar ve aşağıya doğru hareket esnasında düşer. Her tabakanın ucunda hız, tabakaların alt kısmından daha yüksektir, yani bilezik bankı tabanda durduğu kadar masuranın ucunda beklemez: uç kısımda daha az malzeme sarılır ve tabaka daha incedir. Bilezik bankı aldığı yolun en alt kısmına göre en üstünde iki kat daha hızlı hareket ediyorsa ilk tabaka masuranın alt kısmına göre uç kısmında yarı kalınlıkta olur, yani b1 yerine b1 ½ (Şekil 88). b1 2 Her yeni yerleştirilen tabaka üst kısımda b1 ½ kalınlığına sahip olacaktır. Ancak, alt kısımda, sarım çapı sürekli artar, bu durum üzerine tabaka kalınlığı b1 ‘den b2’ye, sonra b3’e ve sonra da b4’e düşer. Dolayısıyla sürekli daralan yamuklar oluşur. Bazı aşamalarda, yamuk paralel kenar halini alır, yani alt kısımla üst kısım aynı uzunlukta olur: her ikisi de b1 ½. Diğer tüm sarım koşulları aynı kaldığından tabaka oluşumunda daha fazla varyasyon oluşmaz. Kops doluncaya yani kopsun silindirik kısmı oluştuğu zamana dek bir konik tabaka diğeri üzerine yerleşir. Dişli değiştirme çarkı, bu olaylar zincirinde daha az etkiye sahiptir. Eğer çok fazla diş kullanıldıysa konik tabakaların nihai sabit halini alması çok kısa sürecektir ve kops çok ince olacaktır. Eğer bilezik bankı çok yavaş yukarı kaldırılırsa da kops çok kalın olur. 8.5.2. Sarım işlemi 8.5.2.1. Sarım prensibi Fitil makinasında olduğu gibi, farklı hızlarda iki eleman kullanılır ki sarma işlemi yapılabilsin. Söz konusu elemanlardan birincisi iğ, diğeri ise kopçadır. Dahası, zaman içerisinde giriş silindirlerinde hız farkı sevk uzunluğuna eşit olmalıdır. Fitil makinasında, her eleman kendi tahrik sistemine sahiptir. Kopça iğ tarafından iplik vasıtasıyla sürüklenir. Önceden belirlenmiş hız farkını sağlamak için gerekli olan kopça hızı kopçanın bilezik yüzeyinde hareketi esnasında oluşan az veya çok güçlü frenlenmesi ile oluşur. Bu işlem kopçanın kütlesinden etkilenmektedir. Daha önde ilerleyen iğ ile sarım yapılabilmesi (ayrıca bkz 8.4.2.) için aşağıdaki bağıntı geçerlidir. Sevk şu şekilde verilebilir: L = vspi - vT b2 b4 b3 b1 Şekil 88 – Konik tabakaların oluşumu İlk tabaka üstte b1 ve altta b1 ½ ile yamuk şeklindedir. Daha sonra ikinci tabaka yerleştirilir. Bilezik bankının sabit ve kısa süreli kaldırılmasıyla yeni tabakanın üst kısmı yine çıplak masuraya yerleştirilir. Masuranın üst kısmının ortalama çapı, hacmi ve dolayısıyla kalınlığı ilk tabakanınkilere eşit olacaktır, bu değer de b1 ½ olacaktır. burada vT kopça hızıdır. Böylece aşağıdaki bağıntı elde edilir: L = d × π × nspi - d × π × nT and L = d × π (nspi - nT ) Gerekli olan kopça hızı ise: nT = nspi - L d×π Fitil makinasında çap (d) sarım noktasındaki çaptır. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 8.5.2.2. Kopçanın hızındaki varyasyon Fitil makinasının tersine, sarım tabakaları konik olarak oluştuğundan ring iplik makinasında bilezik bankının yükselmesi ve alçalmasıyla sarım çapı sürekli değişir (Şekil 89). İkinci olarak, her durumda iplik nihai olarak tam bükümü alır. Masura etrafında ipliğin her dönüşünde (bir sarım) ipliğe ilave bir tur eklendiğinden iplik kopstan sağıldığı zaman iplik tam bükümünü almış olur. Eksik olan turların telafisi daha kolay bir şekilde açıklanabilir Eğer uç kısımda 191 tur/dak eksik ise ve bu sürede 15 metre iplik sarılacaksa: ø25mm Tm (eksik) = 191 tur/dak / 15 m/dak = 12.73 tur/m Sağım esnasında, kopstaki her iplik sarımı ilave bir tur demektir. Uçta (kops çapı 25 mm) elimizde: ø46mm Ta (ilave) = 1 000 mm/m / 25 mm × π = 12.73 tur/m Bu daha önce eksik olan tam tur sayısıdır. Ancak, büküm testlerinde bile kopsların uçtan sağılması sağlanmalıdır. Şekil 89 – Farklı sarım çapları Kopçanın hızı üst kısımda ve altta farklı olmalıdır. Örneğin iğ hızı 13 500 devir/dak., tabaka çapları (Şekil 89 daki) gibi verilirse ve sevk hızı 15 m/dak. ise, kopça hızı : nTB = 13 500 - 15 000 = 13 500 - 104 = 13 396 dev/dak 46π ve uçtaki hızı nTS = 13 500 - 15 000 = 13 500 - 191 = 13 309 dev/dak 25π İğin sabit hızına kıyasla kopça %0.77 den %1.41e değişen hız farkına sahiptir. 8.5.2.3. İplik bükümündeki varyasyon Aşağıdaki denklem Büküm/m = İğ hızı (dev/dak) / Çıkış hızı (m/dak) iplikteki tur adedini belirlemek için kullanılır. Bükümü iğ değil de kopça sağladığı için bu denklemi kullanmak pek de doğru değildir. Verilen örnekte, kops (geniş çap) üzerine sarımda alt kısımda 104 tur/dak ve uç kısmında 191 tur/dak. eksiktir. Ancak, iki sebepten dolayı bu eksik turlar pratik değil teorik sorundur. İlk olarak, iplik bükümü tespitinde test cihazlarıyla yapılan ölçümlerdeki hata bu büküm varyasyonundan daha fazladır. 8.5.3. Kopça kullanılarak yapılan sarım esnasında kuvvet ve gerilim bağıntıları 8.5.3.1. Ön açıklamalar Aşağıdaki eşitliklerde bazı hatalar bilerek kabul edilmiştir; örneğin, işlem üç boyutlu olmasına rağmen iki boyutlu kabul edilmiştir. Amaç ne tam olarak bilimsel teoriyi ne de detaylı hesaplama temellerini belirtmektir. Burada amaç daha çok, tekstil uzmanının her gün pratikte karşılaştığı bağıntıları anlamasını sağlamak ve özellikle kuvvetlerin rolünü ortaya çıkarmaktır. Bu amaçla, basitleştirilmiş modeller kullanılmıştır; bu konuda yapılmış pek çok bilimsel araştırma da bulunmaktadır [18, 20, 21]. Bunların tamamında kuvvetlerin paralelogramına dayandığı için, bir bütünlük oluşturmak amacıyla burada kısaca normal “okul” sunumu tekrarlanmaktadır (bkz. Şekil 90). Raylar üzerinde bir taşıyıcı ünite ileri hareket ettirilirse direkt olarak ray yönünde çekilebilir (FT gibi). Bu durumda kuvvetin tamamı ileri yöndeki harekete katkıda bulunur. Eğer kuvvet yan tarafa eğilirse (FT yönünde çekilirse) kuvvetin tamamı (FF) artık harekete katkıda bulunamaz. Şimdi uygulanan kuvvetin sadece bir kısmı ileri yöndeki harekete (FT) katılabilecektir. 67 68 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi FT FF FR Bilezik yüzeyine normal kuvvet FN (merkezkaç kuvveti FZ ile bilezik ve kopça arasındaki sürtünmeyi azaltarak kops yönünde kopçayı sürükler). Sürtünme kuvveti FH aşağıdaki bağıntıya göre normal kuvvetten doğar: FH = μ × FN W Şekil 90 – Kuvvet parallelogramında kuvvetlerin çözümü FF kuvvetinin bir kısmı taşıyıcıyı, hareket doğrultusuna 90° lik bir açıyla raylara doğru bastıracaktır. Bu bileşen hareket düşünüldüğünde kayıp sayılır. Bu yüzden çekme kuvveti FF iki bileşene ayrılabilir, taşıyıcıyı ileri hareket ettiren teğet kuvvet FT ve radyal kuvvet FR. Eğer gerekli kuvvet FT ile taşıyıcı ileri hareket ettirilirse ve çekme kuvveti açısında etkiliyse, o zaman çekme kuvvetinin büyüklüğü FF olmalıdır (sürtünme kuvvetleri ihmal edilmektedir). Bu kuvvetler grafikle anlatılabilir ve aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplanabilir ya da ölçülebilir: FF = Burada μ sürtünme katsayısıdır. • kopça üzerinde etkili en büyük kuvvet: merkezkaç kuvveti FZ . Bu kuvvet aşağıdaki bağıntılar aracılığıyla hesaplanabilir [20]: FZ = mL × ω2L × dR /2 ωL = nspindle × π / 30 Burada mL kopçanın kütlesi, ωL kopçanın açısal hızı ve dR ise bileziğin çapıdır. FT FF FT sin 1 FZ FN 8.5.3.2. Bilezik düzleminde kopçadaki durumlar 3 FH Aşağıdaki kuvvetler kopçaya (1) bilezik düzleminde (2) etkiler (Şekil 91): • İplikteki sarma gerginliğinden doğan çekme kuvveti FF her zaman kopsun (3) çevresine teğettir. • Bilezik ve kopça arasındaki sürtünme kuvveti FH.’dir. Hareketsiz konumda, yani sabit kopça hızıyla, bu frenleme kuvveti FH, iplik gerginliği FF nin ileri yöndeki bileşeni FT ile denge halindedir. Dolayısıyla elimizde: FH = FT or FH = FF × sin 2 Şekil 91 – Kopça üzerine etkiyen kuvvetler Profesör Krause (ETH Zürih) bu kuvvetler arasındaki, gerilme kuvveti için aşağıdaki ilişkiyi tanımlamaktadır: FF = FF = μ × FZ sin + μ × cos μ × mL × ωL2 × dR 2 × (sin + μ × cos) Kabaca tahminleme için, μ × cos ihmal edilebilir. Dolayısıyla yaklaşık olarak: FF = μ × mL × ωL2 × dR 2 × sin Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 8.5.3.3. Kuvvetlerde değişiklik Kopsun sarılması esnasında işlem koşullarında sürekli varyasyon ortaya çıkar. Bu varyasyon, sarım çapındaki değişikliklere kıyasla oldukça fazladır, yani sarımların çıplak masura (küçük çapta) üzerinde ve daha sonra dolu kops çevresinde (geniş çapta) oluşturulması. Sadece kops sarımının başında (tabanın oluşumu) değil ayrıca Şekil 92’de belirtildiği gibi bilezik tablasının her adımının kısa aralıklarında da ortaya çıkar. Daha önce belirtildiği üzere gerilme kuvveti FF kops çevresine teğet kabul edilmelidir, çünkü bu kuvvet sarım noktasından oluşur. Sürtünme kuvvet FH çok küçük varyasyonlar gösterir; dolayısı ile her durumda da aynı sayılabilir. Daha sonra iplik gerginliğinin FT bileşenleri de eşit olur. Ancak açısındaki fark sayesinde gerilme kuvvetleri FF farklıdır. Yukarıda verilen denklemden görüldüğü üzere çekme kuvvetleri FF , açısına bağlıdır. Sonuç olarak ipliğe uygulanan gerilme kuvveti kopçadaki ipliğin açısındaki fark sebebiyle dolu masuraya sarılma işlemine kıyasla boş masuraya sarılması esnasında daha yüksek olur. Bilezik bankı, eğirme esnasında, strokunun en üst konumunda, masura üzerine sarılırken, en alt konuma kıyasla iplik gerginliği daha yüksek olur. Herhangi bir ring iplik makinasında balon oluşumunda bu durum kolaylıkla gözlenebilir. Zaman içerisinde iplik gerginliği ölçülürse (Şekil 93) deki resim elde edilir. Masura ve bilezik çapları arasında olması gereken bir minimum oran vardır, bu oran yaklaşık 1:2 ve 2:2 arasındadır, bu durumda iplik gerginliği değişimlerinin çok büyük olmaması kesinleşmiş olacaktır. [cN] 25 20 0 [t] Şekil 93 – büyük ve küçük masuralara sarım yapılması yüzünden iplik gerginliklerinde gerçekleşen sürekli değişimler 8.5.3.4. İğ ekseni doğrultusundaki düzlemde kopça durumları Bu durumlar Professor H. W. Krause ve Dr. H. Stalder, of ETH, Zurich tarafından formüle edilmiştir. İpliğin kopçaya olan etkileri iki kuvvet kullanılarak ifade edilebilir (bkz Şekil 94). Bunlardan birisi eksene açısıyla etkiyen gerilme kuvveti FF , diğeri ise balondan dolayı oluşan ve balon eğrisine teğet kabul edilebilen FB kuvvetidir. Bu kuvvet kopçayı y eksenine γ açısıyla yukarı doğru iter. Bu yüzden iki kuvvetin (FB + FT) bileşke kuvveti (FL), kopçayı belirli bir eğimle yukarı doğru iter. Bilezik tablası yukarı aşağı hareket ettikçe σ açısı bu yüzden önemli varyasyonlar gösterir. Dahası, kopça FZ (merkezkaç kuvveti) ve FN (normal kuvveti) kuvvetlerine maruz kalmaktadır. Burada kopçanın ağırlığı ihmal edilebilir. b) a) FF FF FT FT FH Şekil 92 – İplikteki çekme kuvveti (FF) a, yüksek kops çapında; b, düşük kops çapında (boş masura) FH 69 70 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi FB a) üstten y γ Kopça düzelir. Bilezik tablası aşağıya doğru hareket ettiği zaman gerilme kuvvetleri azalır, balon genişler ve iplik kopça eğriliğinin ortasına doğru kayar. Kopçanın serbest ucu sol tarafta aşağıya doğru eğilir. FL δ FF cos FZ FN FB b) düzlemde FF cos FR=FF cos FZ δ FF FT x FL FN FB sinγ FZ FH y FL FN Şekil 94 – Kopçadaki kuvvetlerin çözümü: a, üstten; b, düzlemde Sabit kopça hızında, üç kuvvet FL, FZ, FN dengededir, yani P noktasında kesişir ve bir üçgen oluşturur (Şekil 95). Şekil 96a) – Kopçanın yükselmesi ve alçalması Yükselmesi daha büyük kuvvet FL den oluşur. FB FL FL δ FF cos P FZ FZ FN FZ FN FN FL Şekil 95 – İplikteki bileşke kuvvet FL 8.5.3.5. Durumlardaki değişiklikler Bilezik tablası bir turu süresince FF ve FB kuvvetleri ve δ açısı önemli varyasyonlara maruz kalır. Bu FL kuvvetinde varyasyon demektir. Çekme kuvveti bileşeninin FL büyüklüğüyle ve temas açısıyla ipliğin kopçadan geçtiği nokta da değişir. Bilezik bankı strokunun en üstündeyken (küçük kops çapı, Şekil 96a) iplik gerginliği yüksektir, iplik bileziğin biraz üzerindeki bir pozisyonda kopçaya temas eder ve kopçanın serbest olan ucunu sol tarafa doğru yukarıya çeker. FL Şekil 96b) – Kopçanın yükselmesi ve alçalması Alçalması azalan FL kuvvetiyle oluşur Eğilme hareketlerine ilave olarak, kopça ayrıca dönme hareketini de gerçekleştirir. Eğer iplik kopçada yukarı doğru hareket ederse (Şekil 97b) kopçada ipliğin temas noktası bilezikle temas yüzeyinden uzaklaşır. İplik, kopça eğrisinin üst kısımlarında hareket eder, bu yüzden de sola doğru bir eğimle çekilir. Bilezik tablasının yukarı doğru hareketi esnasında kopçadaki iplik bileziğe yaklaştıkça, yani kopçaya görece iplik aşağıya hareket edince kopça tekrar düzelir (Şekil 97a). Kopçanın hareketindeki bu varyasyon sürtünme açısından iyi değildir; diğer taraftan değişen kuvvetlere uyum sağlayabilmesi ve darbeyi karşılayabilmesi açısından kopça serbest kalmalıdır. Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi a) b) Burada “e” logaritmik taban (2.718), μ iplik ve kopça arasındaki sürtünme katsayısı ve ξ ipliğin kopçadaki sarılma açısıdır. eμξ değeri 1.2 ve 1.8 arasındadır. Bu yüzden balon gerilimi FB sarım geriliminin (FF) yarısından biraz daha fazladır. FC FB FA Şekil 97 – Bilezikteki kopça eğiminin değişimi a) dik; b) eğimli 8.5.3.6. Teğet düzlemde kopça durumları İplik tam olarak dik yani iğ ekseni düzleminde ilerlemez, balon dönüşüyle oluşan hava sürtünmesinin oluşturduğu eğriyi izler. Bu yüzden balon gerilimi FB daha önceki basit yaklaşımda kabul edildiği gibi dik etkiyemez. Etkisi belirli bir açıya yukarı doğru eğimli yöndedir. Doğru bir formulasyon için 3 boyutlu gösterim ve bununla ilgili analizi yapılmalıdır. Ancak bu yapılmadan bile çizimden de görülebileceği gibi balon gerilimi iki bileşene ayrılabilir (Şekil 98); bileziğe doğru kopçayı yukarı bastıran FC bileşeni ve kopçayı kısıtlayan kuvvet olarak FA bileşeni ki bu kuvvet ayrıca bilezik ve kopça sürtünmesiyle oluşan kuvveti destekler. FA bileşeni nispi olarak küçüktür ve ihmal edilebilir. Kopçaya etkiyen hava sürtünmesi de ihmal edilebilir. Şekil 98 – Yatık balonda kuvvetlerin çözümü Balon çapının maksimum olduğu noktadaki iplik gerilimi FV (Şekil 99) Profesör Krause tarafından türetilmiş olan aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplanabilir: FV = k × ω2L × H2 × σ Burada ωL kopçanın açısal hızıdır, H balon yüksekliğidir, σ ipliğin özgül kütlesidir yani tex (iplik kütlesi/iplik boyu) değeridir ve k bir sabittir. Bu durumda bilinen bir iplik numarası için balondaki iplik gerginliği kuvvetli bir şekilde kopça hızına ve balon yüksekliğine bağlıdır. Yüksek kopça hızları ve balon yükseklikleri balonda yüksek iplik gerginliklerine sebep olur. 8.5.3.7. Balon gerilimi Balonun oluştuğu iplikte gerilim (FB) eğirme üçgenine dahil olur ve pratikte pek çok iplik kopuşuna sebep olur. Bu kuvvet iplik kılavuzunda ipliğin yön değiştirmesiyle daha düşük bir seviyeye iner. Balondaki gerilim FB ile iplik gerginliği FF arasında kuvvetlerin dengesi oluşmalıdır. İplik kopçada yön değiştirdiği ve burada sürtünme oluştuğuna göre denge [20] aşağıda verilmiştir: FV FF = FB × e μξ Şekil 99 – Balon gerilimleri H 71 72 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 8.5.4. Kopça üzerine etkileri Burada bahsedilen tüm kuvvetler kopça üzerine etkir. Kuvvetlerin kendileri ve etkime noktaları sürekli değiştiği için bilezik üzerinde kopçanın davranışları da sürekli değişir. Bu analiz edilebilir varyasyonlar balon yüzünden veya bilezik ile kopça arasındaki sürtünme şartlarıyla artmaktadır. Bu yüzden kopçanın sakin, düzenli ve kararlı bir şekilde hareket etmesi mümkün değildir. Bu durum ring iplikçiliğindeki en büyük sorunlardan birisidir. Bir başka büyük problem ise ısı oluşumudur. Kopçanın kendine ait tahrik sistemi bulunmamasına rağmen iği takip etmesi gerektiğinden hareketinin frenlenebilir olması gerekmektedir. Ancak ısı oluşmadan frenleme yapmak imkansızdır. Dolayısıyla, kopçada 400°Cnin üstüne çıkan yüksek sıcaklıklar oluşur. Burada gerçek sorun ısının oluşumu değil de oluşan ısının dağıtılmasındadır. Uygun olan süre içerisinde ısıyı havaya ya da bileziğe iletmek açısından kopça kütlesi çok düşüktür. Yapılan çeşitli açıklamalar göstermektedir ki mevcut koşullar altında iplik, bilezik ve kopça arasındaki etkileşimlerde belirgin bir gelişme kaydetmek kolay değildir. Rieter firması tarafından yapılan tamamen yeni kopça ve bilezik tasarımlarıyla bile kopça hızı 50 m/s (180 km/h) ile sınırlıdır . Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 9. KALİTE GÜVENCE 9.1. Zorunluluk Gerekli teknolojik bilgi olmadan yüksek teknolojiye sahip iplik işletmelerini çalıştırmak mümkün olmadığı gibi, gerekli yönetim tecrübesi olmadan işletmek de mümkün değildir. Diğer birçok konuya ek olarak bu tecrübe sabit, uzun dönemli üretim kalitesini sağlama becerisini de içermektedir. Gerçekte toplam proses güvenliğini sağlama araçlarından bir tanesi İşletme Bilgi Sistemidir (MIS). Kaliteyi sağlamanın yanı sıra, bunun çok önemli ikinci bir avantajı daha vardır, bu avantaj: • kesin olarak istenilen kalitenin üretildiğinden emin olunarak; • ham madde kullanımı optimize edilerek; • verimliliği artırarak; • personel verimliliği iyileştirerek. üretim maliyetlerinin belirgin biçimde düşürülmesidir. Kalite söz konusu olduğunda, yüksek teknolojiye sahip iplik işletmesi için yanlış bir araç ise zaman bazlı “İstatistiksel Kalite kontol Ofisi”dir. Zaman bazlı bir sistem ile üretimde hatalara tepki verilebilir ancak, yüksek performanslı tarak makinaları, cer makinaları, vb., çok kısa zamanda aşırı miktarda ara kalite ürün üretimi söz konusu olduğundan çok büyük zarar meydana gelir. Bu durum basit bir örnekle açıklanabilir. 800 m/dak. hızda çalışan bir cer makinası sadece 1 dakikada, 25 civarında tshirt üretmek için yeterli olacak kadar 55-60 iplik kopsu için şerit üretir. İşletmede herhangi bir üretim adımında herhangi bir şey yanlış giderse red olan miktar oldukça yüksek olur. Aşağıdaki slogan her zamankinden daha fazla geçerli olur: “HATALAR ÖNLENMELİDİR, DÜZELTİLMEMELİDİR”. Bu sadece uzman kalite yönetimini değil fakat aynı zamanda, materyal akışının gerçekleştiği tüm noktalarda, hem ayrı ayrı hem de grup olarak genel kontrol, izleme ve bilgi sistemli kontrol donanımlarını gerektirir. Sistem ilk ara ürünün oluştuğu noktada başlamalı ve prosesin sonuna kadar devam etmelidir. Yani, prosese tarağın beslenme noktasında başlanır ve bobin makinalarında biter. Günümüzde hemen hemen tüm makinalarda, tüm önemli noktalara veri toplama ve veri değerlendirme sistemli kontrol ünitelerine ilave olarak monte edilen sensörler, bu kontrol ünitelerini, sadece kalite yönetimi için değil aynı zamanda iplikhane yönetimi için de gerekli araçlara sahip olmak açısından mantıklı kılmıştır. Neyse ki “İplikhane Bilgi Sistemleri” olarak adlandırılan sistemler proses kontrolünü hem kalite hem de ekonomik anlamda yapmaktadır ve şimdi Rieter gibi bazı makina üreticileri bu sistemleri kullanmaktadır. Rieter sisteminin (SPIDERweb) avantajı, diğer pek çok sistemin sadece spesifik makina gruplarını kontrol etmesine rağmen, harman hallaçtan bobin makinasına kadar tüm iplikhaneyi kontrol etmesidir. 9.2. İplikhane Bilgi sisteminin yapısı (MIS) Bu sistem genellikle, en alt seviyeden, diğer bir deyişle makinaların üzerindeki özel kontrol noktalarına direkt olarak yerleştirilen hassas sensörlerin olduğu seviyeden başlayan üç veya dört seviyeli bir yapıyı karakterize eder. Bunlar gelen değerleri alırlar ve ikinci seviyeye, makina seviyesine aktarırlar. Makina seviyesinde basit bilgisayarlar sensörlerden gelen sinyalleri toplar, değiştirir ve değerlendirir. Özetlenen sonuçlar genellikle basit bir anlayışla makina panelinde sorumlu personeli bilgilendirecek şekilde gösterilir ve çabuk tepki vermelerine olanak sağlar. Üçüncü seviye, makina seviyesinde verilerin toplanıp seçilerek değerlendirildiği bilgi verir şekilde şefin odasında çoğunlukla grafik olarak görüntülendiği bilgisayar çalışma istasyonu seviyesidir (Şekil 101). MIS’in en üst seviyesi genellikle ticari bir ana bilgisayardır. Burada üçüncü seviyeden (veya belki de ikinci seviyeden) gelen tüm bilgiler yerel bir ağ tarafından tekrar yoğunlaştırılmış ve karşılaştırılabilir bir formda toplanır ve kolay kullanılabilir şekilde, örneğin diyagramlar halinde seçilerek değerlendirilir. (Şekil 100) İkinci, üçüncü ve dördüncü seviyenin detaylandırılmış analizi çok hafif bir sapma olsa bile derhal önlem alınmasına olanak sağlar. 9.3. Rieter “SPIDERweb” İplikhane Bilgi Sistemi (İplikhane izleme Sistemi) SPIDERweb Windows tabanlı kullanıcıya yönelik bir veri sistemidir. Bu sistemin modüler dizaynı sayısız makinanın bağlantı yapılmasına izin verir ve ne zaman istenirse yeni bir makina ilave edilebilir. Sistem tüm işletmenin balyaların yerleşiminden bobin makinasına kadar izlenmesine ve kontrol edilmesine olanak verir. Sisteme girişi yapılmış her makinadan zaman birimindeki ağırlık, verimlilik, duruşlar, bozuk kalma süresi vb., üretim verileri ile düzgünsüzlük değerleri, spekktrogramlar, klasimat değerleri (IPI değerleri), vb., gibi kalite değerlerini sağlar ve iplikhane ihtiyaçlarına göre analiz eder. Bu sistemin çok önemli bir özelliği alarm sisteminin olmasıdır. İplikhanede herhangi bir anda herhangi bir noktada kontrol edilen öğelerden, özelliklerden birisi önceden belirlenmiş limitleri geçerse bu hemen belirlenir ve hata elimine edilebilir. SPIDERweb çok modern ve önemli bir yönetim aracıdır. Sistem yönetim kademesini zaman kaybettirici rutin çalışmalardan kurtarır ve yetkin bir yönetimin gereği olan tamamen istisnai durumlara konsantre olmaya olanak sağlar. 73 74 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi SPIDERweb önemli problemler olmaksızın işletmenin çalıştırabilmesi için gerekli tüm verileri sorumlu personele sağlar. Gerekli başlangıç verileri Rieter tarafından sağlanır, ayrıca işletmenin kendisi de bu verileri sağlayabilir. Bu sistemlerin diğer avantajları ise aşağıda belirtilen hususlar nedeniyle kalite ve üretkenliğin sabit gelişimi için potansiyel olmasıdır: Alarm verileri yetersiz üretim birimini gösterdiğinde, bu verimsizliğin sebebi ortadan kaldırabilir, bu da alarm seviyesini düşürmeye olanak verir. Yeni alarm programının sonuçları bir sonraki verimsiz üretimde iyileştirme yapılmasına olanak sağlar. Gelişme her adımda gittikçe zorlaşır ve sarf edilen çaba alınan sonuçtan büyük olana kadar devam eder. Şekil 101 –SPIDERweb diyagramı 9.4. Açıklama Eğer bu sistemler makina ile birlikte satın alınmıyorsa aşağıda belirtilen hususların dikkate alınması gerekir: • İplikhane bilgi (izleme) sistemi er ya da geç gereklidir; • şimdi satın alınan makina daha sonra tüm sistemin bir parçası olacaktır; • bu makinaların MIS sistemine uyması gereklidir; • bunu göz önüne almayan yönetim hatası, çözümsüz problemlere neden olur. Global İşletme yöneticisil Müşteri versiyonu Laboratuar Müşteri versiyonu İplikhane Yönetici versiyonu Şekil 100 –SPIDERweb sisteminin farklı seviyeleri erişim Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi KAYNAKLAR [1] A. Schenek. Massnahmen zur Vermeidung von Reklamationen bei der Verarbeitung von Baumwolle. Textil-Praxis, 6/1984, 559-563. [2] A. Schenek. Messmethoden zur Bestimmung des Kurzfaseranteils in Rohbaumwolle. Melliand Textilber., 8/1982, 551-554. [3] E. Lord. The Characteristics of Raw Cotton (Manual of Cotton Spinning, Volume II, Part 1), The Textile Institute and Butterworths, Manchester and London, 1961. [4] Rohstoffentstaubung in der Putzerei und ihre maschinentechnische Lösung. Int. Text. Bull., Spinning, 1/1980, 89-100. [5] G. Mandl. Staubkontrolle in der Baumwollspinnerei. Melliand Textilber., 4/1980, 305-308. [6] F. Leifeld. Staubbekämpfung in der SpinnereiVorbereitung. Melliand Textilber., 4/1980, 475-479. [13] Autorenkollektiv. “Spinnereitechnische Grundlagen”, VEB-Verlag, Leipzig, Germany. [14] P. Artzt and O. Schreiber. Abhängigkeit der Nissenzahlen in Kardenbändern. Textil-Praxis, 1973, 28, 608-611; 1974, 29, 754, 761-762. [15] R. Binder and M. Frey. Technologische Untersuchungsergebnisse von teilautomatisierten Baumwollspinnereien. Textil-Praxis, 6/1967, 381-387. [16] F. Leifeld. Rechnerische Ermittlung der Reinigungswirkung einer Spinnereivorbereitungsanlage. Melliand Textilber.,11/1984, 717-720. [17] W. Wanner. Mischverfahren der Stapelfaserspinnerei. Chemiefasern/ Textilindustrie, 1977, 977, 980, 983-986. [18] W.I. Budnikow, I.W. Budnikow, W.E. Sotikow, N.J. Kanarski, and A.P. Rakow. “Grundlagen des Spinnens”, Band I–II, VEB Verlag Technik, Berlin, Germany, 1995. [7] A. Schenek, Naturfaserlexikon Deutscher Fachverlag 2000/2006 [8] O. Elsner and R. Gan. Abbau des Zuckers von Honigtau auf Baumwolle. Textilbetrieb, 1980, No. 7/8. [19] K.Y. Wang and G. Jordan. Luftgesponnene Garne – ihre charakteristischen Eigenschaften. Melliand Textilber., 6/1984, 374-377. [9] H. Deussen. Faserparameter für neue Spinnverfahren. Chemiefasern/ Textilindustrie, 9/1984, 622. [20] O. Johannsen and F. Walz. “Handbuch der Baumwollspinnerei”, Band III, Verlag Handwerk and Technik, Germany, 1954. [10] F. Leifeld. Fortschritte beim Öffnen und Kardieren. Melliand Textilber., 3/1982, 184-191. [21] A.P. Rakow and W.M. Krjukow. “Die Baumwollspinnerei”, Band II, VEB Fachbuch-Verlag, Leipzig, Germany, 1953. [11] P. Artzt, O. Schreiber. Faserbeanspruchung an Hochleistungskarden. Melliand Textilber., 2/1973, 107-115. [22] K.-J. Brockmanns. Strukturuntersuchungen an Fasergarnen. Textilbetrieb, 1982, 100, No. 1/2, 41-44. D. Kaufmann. Untersuchungen an der Wanderdeckelkarde. Textil-Praxis, 1961/62. [23] Zellweger Uster AG. Uster News Bull., 1991, No. 38, 23. [12] 75 76 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi [24] P. Sasser. Text. Asia, 1988, No. 8, 80-84. [25] Cotton Contamination Surveys, 1999 – 2001 – 2003 – 2005. ITMF International Textile Manufacturers Federation [26] Dr. E. Hequet. International committee on cotton testing methods, working group stickiness. Bremen march 2002 [27] Cotton fiber chart 2006. ITMF International Textile Manufacturers Federation [28] Uster statistics 2001. Uster Luwa AG 77 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi ŞEKİLLER Tablo 1 Şekil 1 Şekil 2 Şekil 3 Şekil 4 Şekil 5 Şekil 6 Şekil 7 Şekil 8 Şekil 9 Şekil 10 Şekil 11 Şekil 12 Tablo 2 Tablo 3 Şekil 13 Şekil 14 Şekil 15 Şekil 16 Şekil 17 Şekil 18 Şekil 19 Şekil 22 Şekil 23 Şekil 24 Şekil 25 Şekil 26 Şekil 27 Şekil 28 Şekil 29 – Kısa lif iplikçiliğinde kullanılan makinalar – Sayı esaslı stapel diyagramı – Ağırlık esaslı stapel diyagramı – Stapel diyagramı, dikdörtgen stapel diyagramı – Stapel diyagramı, üçgen stapel diyagramı – Stapel diyagramı, yamul stapel diyagramı – Stapel diyagamı, basamaklı stapel diyagramı – Stapel diyagramı, Fibrogram – Ağırlık esaslı uzunlukların stapel diyagramı – Farklı uzunluklardaki liflerin sertliği – Farklı sınıflardaki pamukta telef oranları – Uster Technologies [23]`e göre lif özellikleri ile iplik özellikleri arasındaki korelasyon – Sasser’e [24] göre iplik mukavemetine lif özelliklerinin etkisi – Açıcı donanımlar – Açma çeşitleri – Açma derecesinin üretimle olan ilişkisi – Belirli bir harman hallaç hattında makinalara göre açma derecesindeki artış – Daha eski bir harman hallaçta açma eğrisinin (yeşil çizgi) ideal şekli – Taraklama düzeni – Sıyırma düzeni – Taraklama düzeninde kuvvetler – Sıyırma düzeninde kuvvetler – Liflerin tamburdan (T) penyöre (A) iletilmesi – Taraklama düzeninde arka uçtaki kancalar – Taraklama düzeninde ön uçtaki kancalar – Penye makinasında ön uçtaki kancalar – Tarak ve penye makinası arasında kancaların yerleşiminin dönüşümü – Tarak ve ring iplik makinası arasında kancaların yerleşiminin dönüşümü – Önceden kullanılan Platt hava akımı temizleyicisi – Açma elemanı, ızgara çubukları (a) ve bıçağın (b) birlikte çalışması 11 14 14 15 15 15 16 16 16 18 19 20 21 23 23 24 24 24 26 26 26 26 28 29 29 29 29 30 31 32 Şekil 30 – Makinadan makinaya temizleme derecesindeki artış Şekil 31 – Çeşitli pamuk tiplerinin temizleme dirençleri Şekil 32 – Uzunlamasına yönde karışımın düzgünsüzlüğü Şekil 33 – Enine kesitte karışımın düzgünsüzlüğü Şekil 34 – Eski bir vatka dublaj makinasında vatka karışımı Şekil 35 – Tülbent karıştırma Şekil 36 – Farklı ham maddelerden üretilen bantların karışımı Şekil 37 – Karışım işleminin aşamaları Şekil 38 – Varyans uzunluk eğrisi (CVL%) Şekil 39 – Dublajda ortalama efekti Şekil 40 – Cer makinasında çapraz dublaj Şekil 41 – Açık devre kontrolünün prensibi Şekil 42 – Kapalı devre kontrolünün prensibi Şekil 43 – Silindirli çekim sisteminde çekim Şekil 44 – Çekim esnasında life (f) etkiyen kuvvetler Şekil 45 – Çekim kuvveti diyagramı Şekil 46 – Yapışma-kayma bölgesi için çekim kuvveti diyagramı Şekil 47 – Çekim bölgesinde yönlendirilmiş ve yüzen lifleri Şekil 48 – Uygulanan basınç ile elyaf tutamında oluşturulan sürtünme bölgesi Şekil 49 – Silindir sertliğinin sürtünme alanı üzerindeki etkileri Şekil 50 – Silindir çapının sürtünme alanına etkisi Şekil 51 – İplikte değişik boylardaki liflerin ideal yerleşimi Tablo 4 – Eğirme işleminden kaynaklanan yapısal farklılıklar Şekil 52 – Ring iplikte büküm yapısı [22] Şekil 53 – Open end iplikçiliğinde liflerin yapı içerisine dahil olması Şekil 54 – Rotorda iplik oluşumu Şekil 55 – Sarılmış iplik (Sarımlı iplik) Şekil 56 – Değişik eğirme sistemleri için iplik yapısındaki farklılıklar Şekil 57 – Büküm ile ipliğe mukavemet sağlanması Şekil 58 – Eğrilmiş ve bükümlü ipliklerde büküm yönleri Şekil 59 – Büküm tur sayısı ile iplik mukavemeti arasındaki ilişki Şekil 60 – Farklı büküm katsayılarına sahip ipliklerin kısalması 32 33 35 35 36 37 37 37 39 40 40 41 41 43 44 44 45 45 46 46 46 49 50 50 51 51 51 52 53 53 53 54 78 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi Şekil 61 – Farklı kalınlıklardaki ipliklerde liflerin (f ve f’) sarılması Şekil 62 – Ince ipliklerde bükümdeki tur sayısı Şekil 63 – Farklı kalınlıklardaki ipliklerde büküm sayısı Şekil 64 – Yalancı büküm oluşumu Şekil 65 – Yalancı büküm ile iplik üretimi Şekil 66 – Rotorda yalancı bükümün elde edilmesi Şekil 67 – Self-twist Şekil 68 – Self-twist ile iplik oluşturma Şekil 69 – Fitil bobini Şekil 70 – Flanşlıi bobinde ambalajlama Şekil 71 – Kops Şekil 72 – Çapraz sarım konik Şekil 73 – Silindirik çapraz sarım bobin Şekil 74 – Kısa çapraz bobin Şekil 75 – Döner kova tertibatı Şekil 76 – Kova içerisine şeridin yerleştirilmesi Şekil 77 – Şeritlerin geniş sarmallar halinde yerleştirilmesi (merkez üstü sarmal oluşumu) Şekil 78 – Şeritlerin dar sarmallar halinde yerleştirilmesi (merkez altı sarmal oluşumu) Şekil 79 – Mandrel üzerine vatka tabakalarının sarılması Şekil 80 – Bölümler halinde fitil bobininin oluşması Şekil 81 – Sarımların birbirine bitişik yerleştirilmesi Şekil 82 – Kelebek bobinlerin sarılması Şekil 83 – İplik ambalajı olarak kops Şekil 84 – Kopsun tabakalar halinde oluşması Şekil 85 – Ana ve çapraz bölümler Şekil 86 – Sarım mekanizması Şekil 87 – Kops tabanındaki eğriliğin oluşumu Şekil 88 – Konik tabakaların oluşumu Şekil 89 – Farklı sarım çapları Şekil 90 – Kuvvet parallelogramında kuvvetlerin çözümü Şekil 91 – Kopça üzerine etkiyen kuvvetler Şekil 92 – İplikteki çekme kuvveti (FF) Şekil 93 – Büyük ve küçük masuralara sarım yapılması yüzünden iplik gerginliklerinde gerçekleşen sürekli değişimler Şekil 94 – Kopçadaki kuvvetlerin çözümü Şekil 95 – İplikteki bileşke kuvvet FL Şekil 96a) – Kopçanın yükselmesi ve alçalması Şekil 96b) – Kopçanın yükselmesi ve alçalması 54 54 55 56 56 57 57 57 59 60 60 60 60 61 61 61 62 62 62 63 63 63 65 65 65 65 65 66 67 68 68 69 69 70 70 70 70 Şekil 97 Şekil 98 Şekil 99 Şekil 100 Şekil 101 – Bilezikteki kopça eğiminin değişimi – Yatık balonda kuvvetlerin çözümü – Balon gerilimleri – SPIDERweb sisteminin farklı seviyeleri – SPIDERweb diyagramı 71 71 71 74 74 Rieter İplikçilik El Kitabı . Cilt 1 . Kısa lif İplikçilik Teknolojisi 79 Rieter İplikçilik El Kitabı Cilt 1 – Kısa Lif İplikçilik 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. Rieter Machine Works Ltd. Klosterstrasse 20 CH-8406 Winterthur T +41 52 208 7171 F +41 52 208 8320 sales.sys@rieter.com parts.sys@rieter.com www.rieter.com Rieter India Private Ltd. Gat No. 768/2, Village Wing, Shindewadi-Bhor Road, Taluka Khandala, District Satara IN-Maharashtra 412 801 T +91 2169 304141 F +91 2169 304226 www.rieterindia.com Rieter Textile Systems (Shanghai) Ltd. 12/F, New Town Centre No. 83 Loushanguan Road CN-Shanghai 200336 T +86 21 6236 8013 F +86 21 6236 8012 www.rieterchina.com Bu broşürde verilen bilgiler, çizimler ve bunlarla ilgili tüm veriler basım tarihinden itibaren geçerlidir. Rieter daha önceden bilgi vermeksizin değişiklik yapma hakkına sahiptir. Rieter sistemleri ve Rieter yenilikleri birçok sanayi ülkesinde patentlerle korunmaktadır. 1921tr-v2 1102 Basim yeri CZ ISBN 10 3-9523173-1-4 www.rieter.com ISBN 13 978-3-9523173-1-0 9 783952 317310