İPLİK MUKAVEMET TAYİNİ

İplik Mukavemet Sapmalarının Tespitinin Amacı

İplik mukavemeti ve uzaması, ipliğin en önemli kalite değerlerindendir. Çünkü iplik, kumaş hâline gelinceye kadar pek çok gerilimlere maruz kalır. Bir tekstil yüzeyinin veya ürününün üretilebilmesi için ipliğin üretim aşamasındaki gerilimlere dayanabilmesi gerekir. Ayrıca tekstil yüzeyi yada iplik olarak tekstil ürünü kullanıcıya sunulmaya hazır hâle geldikten sonra da kullanım esnasında maruz kalacağı yüklemelere ve zorlanmalara dayanıklı olmalıdır. Her kullanım alanına gore gerekli bir minimum iplik mukavemeti kıymeti vardır. İplik üretilirken bu direnç kıymeti sağlanacak şekilde üretilmelidir. Bu yüzden henüz yarı mamul iken üretim aşamalarında (örneğin eğirme makinesinden çıkar çıkmaz katlama ve büküm benzer biçimde işlemlere geçmeden önce) ve bir iplik olarak mamul hâline vardığında direnç değerlerinin kontrol edilmesi ve gerekli değerleri sağlayıp sağlamadığının tespiti çok önemlidir.

Mukavemet, ipliğin uygulanan yüke gösterdiği dirençtir. Mukavemetin yüksek olması iplik kopuşunu ve makine duruşlarını azaltarak verimliliğin artmasını sağlar. İplik mukavemetini etkileyen en önemli unsur ham maddedir. Ham maddenin eşeysel, elyaf uzunluğu, elyaf inceliği (micronaire), elyaf uzunluk dağılımı (uniformity) ve elyaf Mukavemeti iplik mukavemetine tesir eden en önemli faktörlerdir. Bükümün artırılması belli bir noktaya kadar iplik mukavemetini de artırır.

İplik mukavemetinin ölçümünde çeşitli laboratuvar cihazları ve direnç birimleri kullanılmaktadır. Dolayısıyla ipliğin mukavemeti bildirilirken hangi test aletiyla ölçüm yapıldığı ve direnme birimi mutlaka belirtilmelidir. Son yıllarda mukavemetin bir ölçütü olarak kopma kilometresi (RKM) kavramı yaygın olarak kullanılmaktadır. Burada ifade edilmeye çalışılan ipliğin kendi ağırlığı ile koptuğu uzunluktur. Yani 17 RKM direnç değerine sahip iplikten söz edildiğinde bu ipliğin 17 km’sinin ağırlığının ipliği kopma noktasına getireceği anlaşılır.

İplik mukavemetinin ölçümünde biri durağan, diğeri hareketli iki çene arasına yerleştirilen ipliğe, gittikçe artan kuvvet uygulanır. Bu kuvvetin etkisi ile iplikte bir miktar uzama görülür ve ipliğin dayanıklılık derecesine gore iplik kopar. İpliğin koptuğu andaki kuvvet, “kopma kuvveti” olarak tanımlanır. İpliğin koptuğu ana kadar oluşan uzama miktarının, ipliğin ilk boyuna oranına ise, “kopma uzaması” adı verilir ve “%” olarak ifade edilir.

İplik mukavemetinin yalnız ipliğin kopmadan dayandığı maksimum kuvvet olarak tanımlanması doğru olmayacaktır. Çünkü kesitinde daha çok lif içeren iplik daha yüksek kuvvetlere dayanım gösterecektir. Bu durumda daha düşük kuvvette kopan ipliğin kötü, daha yüksek kuvvette kopan ipliğin iyi olduğu sonucu çıkarılamaz. Bundan dolayı iplik mukavemeti değeri ifadesine iplik numarası (lineer yoğunluğu) da katılmalıdır. Buna göre iplik mukavemeti, değeri ölçülen bu kopma kuvvetinin iplik numarasına (lineer yoğunluğuna) oranı olarak anlatılır ve ölçüm birimlerine bakılırsa g/tex veya cN/tex şeklinde gösterilir.

İplik mukavemeti değeri için “Rkm” ifadesi yaygın olarak kullanılmakta olup bu kıymet; ipliğin, düşey olarak asılmış olduğunda kendi ağırlığı ile koptuğu uzunluğun km olarak ifadesidir.

Mukavemet testlerinde kuvvet-uzama eğrilerinden faydalanılır. Şekil 3.1 ve Şekil 3.2‘de gösterilen bu eğriler, malzemenin yapısı hakkında detaylı informasyon vermektedir. Şekil 3.1, kuvvet-uzama davranışı normal olan bir materyal durumunu göstermektedir. Şekil 3.2 ise kuvvet-uzama davranışında plastik karakter gösteren bir materyalin davranışı görülmektedir.

Şekil 3.2’de gösterilen kuvvet-uzama eğrisinin ilk bölümünde malzemenin davranışı Hook Kanunu’na uygun olarak ilerlemiştir. Yani “elastik bölge” adı verilen bu bölgede kuvvetle uzama arasında doğrusal bir ilişki vardır. Bu bölgede kuvvet ortadan kaldırıldığında malzeme orijinal uzunluğuna veya en yakın değere geri döner. Bu bölgede kuvvetin uzamaya oranına Elastikiyet Young Modülü adı verilir. Modülün yüksek olması, uzama kabiliyetinin azlığını, düşük olması ise yüksek uzama kabiliyetini gösterir. Başka bir ifadeyle modülün yüksek olmasıyla malzeme rijitlik ve kırılganlık, düşük olmasıyla ise elastiklik kazanır. Malzeme dayanabildiği maksimum kuvvet değerinden sonra elastik bölgeden çıkar. Bu durumda eğer kopuş gerçekleşmezse malzeme akma davranışı gösterir ve elastik davranışını kaybeder. Artık kuvvette yapılan küçük artışlarla uzamada büyük artışlar elde edilebilir ve uzama miktarının büyük kısmı kalıcıdır. Bu bölgeye “plastik bölge” denir.

Kuvvet-uzama ( F-E) eğrisinin altında kalan alan malzemeyi koparmak için harcanan enerjiyi, diğer bir deyişle “kopma işi”ni verir. Kopma işi ise malzemenin sağlamlığı hakkında bilgi vermektedir.

Mukavemet Testi için İplik Numuneleri Alma

İşletmede üretim normal devam ederken her vardiyada, her üretme makinesinden periyodik bir sıraya göre laboratuvara belirli miktarda numune alınarak mukavemet ve kopma uzama kontrolü yapılır.

Laboratuvar tarafından her vardiyada her üretme makinesinden belirli program ve periyotlarda bobin numuneleri alınır ve iplik için mukavemet testleri yapılarak ilgili forma işlenir.

Mukavemet ve uzama testi, çekme gerilimi testine paralel olarak ipliğin polimer yapısındaki değişiklikleri görmek bakımından vardiyalardan gelen kontrol takımı bobinlerinden yapılan testtir.

Uyarılar ve önlemler

• Laboratuvar emniyet kuralları geçerlidir.
• Test esnasında iplik hattına müdahale edilmez.
• Cihaz ilk çalıştığında en az 20 dakika ısınıp şartlanmalıdır.

Deney numunesi ve deney için atmosfer şartları

Deney numunesi olarak ayrılan her bobin ya da masuradan en az 5 ölçüm yapılması tavsiye edilmektedir. Kaç adet numune bobin ya da masuranın alınacağı ise hakkında bilgi edinilmek istenen kütlenin (partinin) miktarına bağlı olarak istatistiksel olarak seçilmelidir. Büyük miktarlı partilerde numune sayısının artırılması tüm parti hakkında daha güvenilir bir fikir edinilmesi için doğru olacaktır.

Numuneler, deneyden önce standart atmosfer şartlarında (20 ± 2 °C sıcaklık ve % 65 ± 2 izafi rutubet) 24 saat kondüsyonlanmalıdır. Deney standart atmosfer şartlarında yapılmalıdır.

Mukavemet Cihazı

Deneyde mukavemet test cihazı kullanılmaktadır. Cihaz standart bir bilgisayar ile bağlantılı olarak özel yazılımı vasıtasıyla çalıştırılmaktadır. Mukavemet testi için numunelerin sıkıştırıldığı çeneler yüksek basınçla çalışmaktadır. Ayrıca hareketli çenenin hareketi de yüksek basınç yoluyla gerçekleşmektedir.

Test edilecek numuneye uygun çenelerin takılmasıyla iplik ve kumaş gibi farklı tekstil ürünlerinin mukavemetleri ölçülebilmektedir. İplik testlerinde maksimum 600 N’luk yükü okuyabilen yük elde edilen kuvvet/uzama diyagramı bilgisayar ekranından görüntülenebilmekte ve okuma birimleri (LoadCell) kullanılmaktadır.

Test esnasında test, verileri ile birlikte yazıcıda yazdırılabilmektedir. Testler sonunda cihazdan; her test için kopma kuvveti, kopma uzaması, mukavemet değerlerinin yanı sıra tüm sonuçların ortalaması, standart sapması ve % CV’si de alınabilmektedir. Mukavemet test cihazı askılık ve yazıcıdan oluşmaktadır.

Mukavemet cihazının üzerindeki aktif düğmeler

• İplik alma kolu ve altında onu çalıştıran start düğmesi,
  

  Resim 3.1: Mukavemet cihazı

• Çeneyi yukarı çıkartan start düğmesi,
• Stop düğmesi,
• Çeneyi aşağı indiren start düğmesi,
• Alt çene açma düğmesi,
• Cihazı açık ve kapalı konumu,
• Hava basınç göstergesi,
• Program (7),

Deney Yapmak

• Teste girecek bobinlerin üzerinden en az 200 metre temizlemeden test yapılmamalıdır.
• Üzeri temizlenen bobinlerin askılık önüne 1 metre açığa, cihaza paralel durdurulur.
• Askılık en sağ üst kısmında bulunan bobin, 1 numaralı kılavuza; onun altındaki bobin, 2 numaralı kılavuza gelecek şekilde sırayla yukarıdan aşağıya doğru iplik geçiş kanallarından geçirilir.
• Test program düğmesinden test yapılacak ipliğin dtex’ine göre yapılmış program seçilir.

Değişiklik yapılması gerekip gerekmediği kontrol edilir. Seçim doğru ise ardından start düğmesine basılır ve test başlatılır. İplik tutucu mekanizma (çene) ipliği tutarak alt ve üst çene arasında sıkıştırır.

• Test otomatik olarak programa göre yapılır. Sonucu yazıcıdan alınır, test formuna kaydedilir. Mukavemet cihazında her zaman için kayıtlı bir master program mevcuttur, silinmez. Cihaz, her defasında 250 adet testi peş peşe yapabilecek kapasitededir. Her test grubunun matematiksel sonuçlarını almakta kullanılır.
• Tekstüre-düz ve bükümlü ipliklerde çene aralığı 500 mm alınır. Alt çeneye belli bir kuvvet uygulanarak iplik çekilir ve ipliğin kopma anında mukavemeti, kopma uzama ve kopma yükü değerleri bilgisayardan okunur. Cihaz her iplikten 5 test yapar ve her testi 20 saniyede tamamlar. Testin tamamı bittikten sonra printere genel ortalamayı ve poz poz değerleri verir.

Test Sonucunu Değerlendirme

Sentetik iplikte olması gereken mukavemet ve uzama değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. Mukavemet değerlerinde sapma olduğunda sonuçlar işletmeye bildirilerek makinelerde gerekli ayarların yapılması sağlanır ve tekrar deney yapılarak sonuçlar değerlendirilir.