KUMAŞ BONCUKLANMA TESTLERİ

Genellikle örme kumaşlarda oluşan boncuklanma ciddi bir problem olup kumaşa kötü bir görünüm kazandırmanın yanında, bazen delik oluşumlarına bile yol açan eskimelerin önemli bir kaynağını oluşturmaktadır. Normal kullanımı simule eden, test koşullarında kumaşın boncuk oluşturma eğilimini belirleyen test metotları ve laboratuar test cihazları geliştirilmiştir.

Bu çalışmada, 3 farklı iplik numarası, 3 farklı büküm katsayısı ve 2 farklı kumaş sıklığında toplam 16 kumaş kullanılarak, kumaşların boncuklanma özellikleri yaygın olarak kullanılan 3 boncuklanma test cihazında (Martindale, ICI ve düşey taklalı) test edilmiştir. Boncuklanmanın objektif değerlendirmesi için, PillGrade Otomatik Boncuk Değerlendirme Sistemi kullanılmıştır.

Değişken parametrelerin ve boncuklanma test yöntemlerinin, kumaşların boncuklanma derecesi, toplam boncuk sayısı ve toplam ağırlıklı boncuk sayısı üzerine etkileri istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Test sonuçlarına göre, yapısal özellikler arasından sadece iplik numarasının, PillGrade tarafından belirlenen boncuklanma derecesi üzerine etkisi istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Martindale ve düşey taklalı boncuklanma test cihazında test edilen kumaşların boncuklanma dereceleri arasındaki farklılık istatistiksel olarak önemli bulunmazken, ICI boncuklanma yöntemine göre test sonuçlarının diğer yöntemlere göre oldukça farklı olduğu belirlenmiştir.

Özellikle örme kumaşlarda karşılaşılan, eskiden beri var olan bir sorun olarak tanımlanabilecek kumaş boncuklanması, kumaşın istenmeyen bir görünüm kazanmasına neden olan, giysi yüzeyine bir veya daha fazla sayıda tutunan küçük, karmaşık hale gelmiş lif kümeleriyle karakterize edilen bir yüzey bozulma problemidir. Gevşek liflerin oluşturduğu ve kumaş yüzeyinde görülen lif dolaşıklıkları boncuk olarak adlandırılmaktadır. Kısa sürede, boncuklanma “havlı” bir kumaş yüzeyinin oluşmasına neden olurken, zaman geçtikçe, özellikle doğal elyaftan üretilen kumaşlarda kumaşın tamamen yıpranıp aşınmasına yol açabilmektedir. Boncuklanma, kumaşın kumaşa, başka kumaşlara ve hatta deri ile sürtünmesi sonucunda ipliklerden kumaş yüzeyine lif göçü olmasıyla gerçekleşmektedir.

Boncuklanmaya neden olan dıştan gelen direkt sebepler (a) bir giysinin giyilmesi sırasında oluşan sürtünmenin neden olduğu yoğun etkileşim kuvvetleri (b) yıkama sırasında oluşan hidrodinamik kuvvetler olarak sıralanabilir. Direkt olmayan sebepler ise kullanım ve yıkama sırasında kumaşın hareket etmesi sırasında oluşan karışıklığın neden olduğu iplik yapısındaki liflerin hareketidir.

Kumaş boncuklanma eğilimi, kumaş yüzeyinde boncuk oluşumuna neden olan spesifik cihazlar kullanarak laboratuar ortamında test edilmektedir. Bu cihazlar genellikle farklı derecede boncuklar içeren standart fotoğraflarla birlikte tedarik edilmektedir. Zweigle KG-741, ASTM D3512, EMPA, ve JIS L 1076 gibi standart boncuklanma fotoğrafları, boncuklanmış kumaşın görsel olarak kıyaslanmasını kolaylaştırmak için boncukların kumaşın arka planıyla kontrast oluşturulmuş görüntüleridir. Bu standart boncuklanma fotoğrafları, genellikle 1`den 5`e kadar beş derece içermekte, derece 1 çok fazla ve yoğun boncuklanma ve/veya tüylenmeyi ifade ederken 5 çok düşük veya hiç boncuklanmanın oluşmadığı durumu ifade etmektedir. Cihazlar tarafından test edilen örneklere, eğitimli ve deneyimli uzmanlar tarafından bir boncuklanma derecesi verilmektedir.Ancak, uzmanlar tarafından gerçekleştirilen bu subjektif yöntemin önemli bir dezavantajı, derecelendirme sonuçlarının tutarsızlığı ve güvenilirliğinin düşük olmasıdır. Bir değerlendirici, diğerinden farklı değerlendirme yapabilmektedir. Ayrıca, farklı test laboratuarlarında farklı değerlendirmelerin yapılması tedarik zincirinde yüksek maliyetlerle sonuçlanabilen uyuşmazlıklara yol açabilmektedir.

Kumaşların boncuklanma eğiliminin belirlenmesi için pek çok standart ve test yöntemi geliştirilmiştir. Kumaş boncuklanma özelliği açısından kumaşların performanslarının değerlendirilmesi için çeşitli test cihazları kullanarak, kumaşların kullanım sırasındaki koşulları simule edilmekte, kumaş yüzeyinde boncuk oluşumu gerçekleşmektedir. Kumaş boncuklanma eğiliminin ölçümü için en uygun test metoduna karar verilirken, hangi yöntemin gerçek giyim 2003 yılında, büyük bir US polyester lif üreticisi, polyester kesikli liflerinin boncuklanma direncinin geliştirilmesi ile ilgili bir proje kapsamında objektif bir boncuklanma test cihazının gerekliliği konusunda bir ihtiyaç olduğunun farkına varmıştır. Otomatik görüntüleme sistemleri konusunda lif sanayinde önemli bir yeri olan LineTech Industries, objektif derecelendirme sisteminin geliştirilmesi konusunda çalışmaya başlamıştır. PillGrade Otomatik Boncuklanma Derecelendirme Sistemi, bu firmanın çalışmalarının bir sonucu olarak geliştirilmiştir. Daha sonraları, PillGrade, boncuklanmanın objektif ve otomatik olarak derecelendirilmesi için çeşitli test laboratuarlarında kullanılmaya başlamıştır. PillGrade, kumaş yüzeyindeki boncukları yakalayan, ölçen ve sayan, otomatik bir üç boyutlu görüntüleme cihazıdır. Sistem, Şekil 1`de gösterildiği gibi, bir yazılım programı, kamera, arka ve ön ışık kaynağı, iki ayna, bir besleme masası ve hareketli silindirler içermektedir.

Şekil 1. PillGrade Sisteminin şematik gösterimi

PillGrade sistemi, hem ASTM hem de ISO test standartlarına göre boncuklanmanın objektif ve tekrarlanabilir bir şekilde değerlendirilmesini sağlayan otomatik bir derecelendirme sistemidir. Boncuklanmanın değerlendirilmesi için boncuk yüksekliklerinin de değerlendirmeye alınması gerektiğinden, 2 boyutlu olarak yüzeyin incelenmesi, gerçek anlamda bir değerlendirme yapabilmek için yetersiz olmaktadır. Ayrıca kumaş yüzeyinde oluşabilecek tüylenme derecesine bağlı olarak, oluşan boncuklar havlar tarafından gizlenebilmekte ya da kumaş üzerindeki desenler ve kumaşın yapısı, yüzeyde oluşan boncukların rahatça görülmesini engelleyebilmekte ve değerlendirme için yanıltıcı bir faktör olabilmektedir. PillGrade otomatik değerlendirme sistemi, kumaşın döner milin etrafındaki hareketi esnasında, yatay düzleminin taranarak, boncuklanma derecesi, toplam boncuk sayısı, ağırlıklı toplam boncuk sayısı gibi özellikler yanında her bir boncuğun yüksekliği ve havlanmanın ölçülmesi esasına dayanmaktadır.

Kumaşların üretim parametrelerinin boncuklanma eğilimleri üzerine etkisinin istatistiksel olarak önemli olup olmadığını belirlemek için, boncuklanma derecesi, toplam boncuk sayısı ve ağırlıklı toplam boncuk sayısı sonuçları için varyans analizi gerçekleştirilmiştir. Her bir parametrenin kıyaslanması için öncelikle varyans homojenliği testi gerçekleştirilmiş ve daha sonra önem derecesine göre, çoklu karşılaştırma yöntemi seçilmiştir. Ayrıca, üç boncuklanma test yöntemi arasındaki farklılıkları değerlendirmek için tek yönlü varyans analizi testi gerçekleştirilmiştir.

Sonuçlar ve Tartışma

Sıkı yapıdaki örme kumaşların boncuklanma derecesi değerleri Şekil 3`te, seyrek yapıdaki kumaşların değerleri Şekil 4`te verilmektedir.

Şekil 3. Sıkı yapıdaki örme kumaşların boncuklanma derecesi

Şekil 4. Seyrek yapıdaki örme kumaşların boncuklanma derecesi

Şekil 3 ve Şekil 4`den görüldüğü gibi, Martindale ve düşey taklalı boncuklanma test yöntemleri ile benzer sonuçlar elde edilirken, test haznesindeki test numunesinin serbest harekete maruz kaldığı ICI boncuklanma kutusunda boncuk oluşumunun oldukça az olduğu görülmektedir. En fazla boncuk oluşumu, kumaşların birbirine direkt olarak sürtündüğü Martindale boncuklanma ve aşınma test cihazında meydana gelmiştir. Parametrelerin kumaşların boncuklanma derecesi üzerine etkileri istatistiksel olarak da incelenmiştir. Varyans analizine göre, sadece iplik numarasının kumaş boncuklanma derecesi üzerine etkisi önemli bulunurken (p=0.000), iplik büküm katsayısı (p=0.232) ve kumaş sıklığının etkisi (p=0.570) istatistiksel olarak önemsiz bulunmuştur.

Boncuklanma test yönteminin de boncuklanma derecesi değerleri üzerine önemli bir etkisi vardır. Tablo 2`de iplik numarası, iplik büküm katsayısı, boncuklanma test yöntemi için çoklu karşılaştırma testi ve kumaş sıklığı için gerçekleştirilen bağımsız iki örnek t testi sonucunda belirlenen faktör alt grupları ve önem dereceleri verilmektedir. Ne 30 ve Ne 40 iplik numaralarındaki pamuk ipliklerinden üretilen kumaşların ortalama boncuklanma dereceleri arasındaki farklılık önemsiz iken, Ne 20 iplik numarasındaki kumaşlar daha az boncuklanma eğilimindedir ve boncuklanma derecesi açısından ayrı bir grup olarak belirlenmiştir.

Toplam boncuk sayısı değeri, incelenen alandaki boncukların toplam sayısını ifade ederken, ağırlıklı toplam boncuk sayısı, boncuk büyüklükleri dikkate alınarak, boncuk çapına göre değişen bir katsayı ile boncuk sayıları çarpılarak hesaplanmaktadır. Kumaş yüzeyindeki büyük fakat daha az sayıdaki boncuk içeren kumaşların boncuklanma derecesi, daha çok sayıda fakat daha küçük yapıda boncuklar içeren kumaşların boncuklanma derecesi ile aynı değere sahip olabilmektedir. Bu durumda ağırlıklı toplam boncuk sayısı, kumaş yüzeyinde oluşan boncuk yapısı hakkında bilgi verebilmektedir. Kumaşların toplam boncuk sayısı ve ağırlıklı toplam boncuk sayısı değerleri Şekil 5 ve Şekil 6`de verilmektedir.

Şekil 5 ve Şekil 6`den görüldüğü gibi, genellikle ince ipliklerden üretilen kumaşlar daha yüksek boncuklanma eğiliminde iken, iplik büküm katsayısı ve kumaş sıklığı açısından kumaşların içerdiği boncuk sayıları birbirine yakındır. önemsiz bulunmuştur. Ancak, ICI boncuklanma kutusu diğer yöntemlere göre oldukça farklı boncuk yapısının oluşumuna neden olmaktadır.

Şekil 5. Sıkı yapıdaki kumaşların toplam ve ağırlıklı boncuk sayıları

Şekil:6 Gevşek yapıdaki kumaşların toplam ve ağırlıklı boncuk sayıları

İncelenen parametrelerin boncuk sayıları üzerine etkisinin istatistiksel olarak önemli olup olmadığını belirlemek için gerçekleştirilen varyans analizine göre, sadece iplik numarasının etkisi önemli bulunmuş (toplam boncuk sayısı için p=0.000, ağırlıklı toplam boncuk sayısı için p=0.000), iplik büküm katsayısı (toplam boncuk sayısı için p=0.287, ağırlıklı toplam boncuk sayısı için p=0.138) ve kumaş sıklığının (toplam boncuk sayısı için p=0.778, ağırlıklı toplam boncuk sayısı için p=0.325) etkisi önemsiz olarak belirlenmiştir. Kumaşların boncuklanma dereceleri açısından, en fazla kullanılan boncuklanma ölçüm yöntemlerinin karşılaştırılması amacıyla tek yönlü varyans analizi gerçekleştirilmiş ve yöntemler arasındaki farklılığın önemli olduğu belirlenmiştir (p=0.000). Boncuklanma ölçüm yöntemlerinin çoklu karşılaştırması Tablo 3`de verilmektedir.

Tablo 3`den de görüldüğü gibi, Martindale ve düşey taklalı boncuklanma yöntemleri ile boncuk oluşturulan kumaşların ortalama boncuklanma dereceleri arasındaki farklılık önemsiz bulunmuştur. Ancak, ICI boncuklanma kutusu diğer yöntemlere göre oldukça farklı boncuk yapısının oluşumuna neden olmaktadır.

Sonuç

Bu çalışmada, farklı iplik numaraları, iplik büküm katsayıları ve kumaş sıklıklarında üretilen interlok örme kumaşlar kullanarak, kumaş yüzeyinde oluşan önemli sorunlardan biri olan boncuklanma ölçüm yöntemleri incelenmiştir. Boncuklanma derecesi açısından, Martindale ve düşey taklalı boncuklanma test yöntemleri arasındaki farklılık istatistiksel olarak önemsiz bulunurken, ICI boncuklanma kutusu yönteminin diğer iki yöntemden oldukça farklı sonuçlar verdiği belirlenmiştir. En yoğun boncuk oluşumu, kumaş yüzeyleri arasında oluşan direkt sürtünme kuvvetleri nedeniyle Martindale yönteminde gerçekleşmiştir. En düşük boncuk oluşumu ise mantar yüzeyle kaplı test kutusunda, numunenin serbest olarak hareket ettiği ICI boncuklanma test yönteminde elde edilmiştir. Toplam boncuk sayısı ve ağırlıklı boncuk sayısı değerleri açısından da boncuklanma derecesi ile elde edilen sonuçlara benzer sonuçlar bulunmuştur.