1. GİRİŞ
Murata firması tarafından ilk olarak 1997 yılında Osaka Uluslararası Tekstil Makinaları Fuarı’nda
tanıtılan vortex iplik eğirme teknolojisi (MVS-Murata Vortex Spinner), %100 karde pamuk ipliği
üretiminin gerçekleştirilebilmesi ve elde edilen ipliğin görünüm olarak ring ipliğe büyük ölçüde benzerlik
göstermesi dolayısıyla hava jetli iplik üretim sisteminde önemli bir gelişme olarak değerlendirilmektedir.
Çift hava düseli hava jetli iplik eğirme makinalarında (MJS-Murata Jet Spinner) üretilen ipliklerle
karşılaştırıldığında vortex ipliklerde sarım lifi miktarının ve sarım uzunluğunun artması ile iplik
mukavemetinde artış sağlanmıştır [1-5]. Ancak; vortex iplik özelliklerinin ring iplik özellikleri ile
karşılaştırmalı olarak incelendiği çalışmalarda genel olarak vortex ipliklerde mukavemetin ring ipliklerin
mukavemetinin %66-95’i seviyesinde olduğu görülmüştür [6-8].
Katlı hava jetli ipliklerin özelliklerinin incelendiği çalışmalarda ise büküm yönüne bağlı olmaksızın
katlama sonucunda iplik mukavemetinin arttığı belirtilmiştir [9-14]. Ancak; sarım lifinin tersi yönünde
büküm verilerek elde edilen ipliklerde ipliğin merkezini sıkı bir şekilde sarmış olan sarım liflerinin
katlama sırasında gevşemesi sonucunda ipligin daha yumuşak, hacimli, düzgün ve eğilme rijitliğinin
düşük olduğu görülmüştür [9]. Ayrıca, yine sarım liflerinin tersi yönünde büküm verilerek elde edilen çift
katlı ipliklerde, sarım liflerinin sarım yönü ile aynı yönde büküm verilerek çift katlı ipliklere göre
mukavemetin daha yüksek, kopma uzamanın ise daha düşük olduğu saptanmıştır [11,13,14].
Bu çalışmada ise katlı vortex ipliklerin mukavemet ve uzama özellikleri incelenmiştir. Katlama
sonucunda sözkonusu iplik özelliklerindeki değişim, tek katlı ipliklerde bükümün açılması ve ilave
büküm verilmesiyle mukavemet ve uzama değerleri incelenerek açıklanmıştır.
2. MALZEME ve METOT
2.1. Kullanılan iplikler
Birinci kısımda Ne 30, ikinci kısımda ise Ne 40 olmak üzere %100 vortex pamuk iplikleri kullanılmıştır.
Z yönünde büküme sahip olan Ne 30 numara iplikler ile Saurer Volkmann VTS 07-T ikiye-bir büküm
makinasında 4 farklı büküm seviyesi kullanılarak çift katlı iplikler üretilmiştir. Katlı iplik üretiminde
kullanılan büküm miktarları tek kat ipliğin bükümüne göre belirlenmiştir. Elde edilen katlı iplikler iplik
mukavemeti, kopma uzama ve iplik canlılığı açısından değerlendirilmiştir.
Katlama sonucunda ipliklerin mukavemet ve kopma uzama değerlerindeki değişimin miktarı Ne 40
numara %100 pamuk vortex ipliklerinde bükümün açılması ve ayrıca ipliğe ilave büküm verilmesinin
sözkonusu iplik özellikleri üzerindeki etkisi incelenerek açıklanmaya çalışılmıştır. İpliklerin katlama
sırasında davranışını tahmin etmek amacıyla 100 metre uzunluğundaki ipliklerin manuel olarak
bükümünün açılması ve çeşitli seviyelerde ilave büküm verilmesi sonucunda mukavemet ve uzama
özellikleri ölçülmüştür. Ayrıca, katlamanın mukavemet ve uzama üzerindeki etkilerini incelemek
amacıyla, bükümü açılmış tek kat iplikler ile sarım liflerinin tersi yönünde büküm verilerek Agteks
DirecTwist® sistemi kullanılarak üretilen çift katlı ipliklerin mukavemet ve uzama değerleri ölçülmüş ve
değerlendirilmiştir. Çift kat iplik üretiminde kullanılan büküm seviyesi ile tek kat iplikte açılan büküm
miktarı aynıdır. Yapılan ölçümlerden elde edilen sonuçlar SPSS 17.0 istatistik programı kullanılarak %95
güven aralığında değerlendirilmiştir.
2.2. İplik bükümünün ölçülmesi
Tek kat ipliklerin bükümü, açma-kapama prensibine dayalı büküm ölçme cihazı ve optik metot olmak
üzere iki farklı şekilde ölçülmüştür. Açma-kapama yöntemine ek olarak tek kat ipliklerin bükümü aynı
büküm ölçme cihazında ipliklerin merkez ve sarım kısımları biribirinden ayrılıncaya kadar bükümünün
açılması ile belirlenmiştir. Optik metotta ise yatay tarayıcı ile iplik numunelerinin görüntüleri alınmış
Erdumlu, N., Oxenham, W. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 1-9
3
CorelDRAWX3 Graphics Suite programı kullanılarak sarım liflerinin sarım açısı ve iplik çapı
ölçülmüştür. Elde edilen bu değerler kullanılarak 1 no’lu formüle göre iplik bükümü hesaplanmıştır.
(1)
sarım açısı, D ise o noktadaki ipliğin çapını ifade etmektedir.
Büküm ölçme cihazı ile her bir iplik için 50, optik metot ile ise 300 ölçüm yapılmıştır.
Şekil 1. Bükümü açılmış iplik.
Şekil 2. Vortex iplikte sarım lifinin sarım açısnın ölçülmesi.
2.3. Mukavemet ve uzamanın ölçülmesi
Deneysel çalışmanın birinci aşamasında kullanılan tek katlı iplikler ve Saurer Volkmann VTS 07-T ikiyebir
büküm makinasında üretilen çift katlı ipliklerin mukavemet ve uzama özellikleri ASTM D 2256’ya
göre sabit hızda uzama prensibine göre ölçüm yapan MTS Q-test cihazında 254mm (10 inç) ölçüm
uzunluğunda 5 libre load cell (yük hücresi) kullanılarak tespit edilmiştir. Aynı cihaz, 100 mm (3.94 inç)
ölçüm uzunluğu kullanılarak manuel olarak bükümü açılan ve ilave büküm verilen ipliklerin mukavemet
ve uzama değerlerini ölçmek için kullanılmıştır.
Bükümü açılan iplikler ve Agteks DirecTwist® sistemi kullanılarak üretilen çift katlı ipliklerin
mukavemet ve uzama özellikleri Uster Tensorapid cihazında ölçülmüştür. Tüm testler %65±2 izafi nem
Ф
sarım
merkez
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 1-9 Katlı Vortex İpliklerin Mukavemet ve….
4
ve 20 ± 2 C sıcaklıkta standart atmosfer şartlarında gerçekleştirilmiştir. Her bir özellik için 50 ölçüm
yapılmıştır.
2.4. İplik canlılığının ölçülmesi
Tek katlı iplikler ile ikiye-bir büküm makinasında üretilen çift katlı ipliklerin iplik canlılığını ölçmek için
100 cm uzunluğundaki ipliğin orta noktasına 0.05 gf/tex sabit gerilim sağlacak şekilde ağırlık asılmıştır.
Daha sonra ipliğin her iki ucu bir araya getirilip ipliğin kendi üzerine yapmış olduğu dönüşler sayılmıştır.
Herbir iplik için 50 ölçüm yapılmıştır.
3. BULGULAR VE TARTIŞMA
3.1. Tek katlı ipliklerin bükümleri
Her iki aşamada kullanılan tek katlı ipliklerin büküm miktarı, büküm yönü ve büküm katsayısı Tablo 1’de
verilmiştir.
Table 1: Tek kat ipliklere ait büküm değerleri
İplik Numarası
(Ne)
Açma-kapama metodu Büküm açma Optik metot
Büküm (T/m)
30 650.04 760.55 889.72
40 1017.96 789.52 1120.82
Büküm yönü
30 Z Z Z
40 Z Z Z
Büküm katsayısı (αe)
30 2.97 3.93 4.16
40 4.09 3.17 4.50
Elde edilen sonuçlar, optik metot kullanılarak ölçülen bükümün, büküm ölçme cihazı kullanılarak ölçülen
büküm miktarından daha yüksek olduğunu göstermiştir. Optik metotta, ipliğin yüzeyine helisel olarak
yerleşmiş olan liflerin sarım açıları ölçülmüş ve ipliğin bükümü yüzey liflerinin sarım açısı ile ipliğin aynı
noktasındaki çapı arasındaki bağıntı ile elde edilmiştir. Bu durumda, optik metoda göre yapılan ölçümde
ipliği oluşturan tüm liflerin, ipliğin hem iç kısmında hem de dış kısmında helisel bir yol izleyerek iplik
yapısına yerleştiği kabul edilmektedir. Ancak, vortex iplikte, ipliğin iç kısmında yer alan merkez liflerinin
büyük bir kısmı helisel bir yol izlememekte, bükümsüz bir şekilde ipliğin iç kısmına yerleşmektedir.
Sonuç olarak, açma-kapama prensibine göre büküm ölçüldüğünde, ipliğin yüzeyindeki sarım liflerinin
bükümü açılıp, merkez ve sarım lifleri birbirinden ayrılmakta ve ölçülen büküm değeri ipliğin merkezinin
etrafında sarım yapan liflerin miktarına ve uzunluğuna bağlı olmaktadır.
3.2. Çift kat vortex ipliklerin mukavemet ve uzama değerleri
Tek kat ve Saurer Volkmann VTS 07-T ikiye-bir büküm makinasında üretilen çift kat ipliklerin
mukavemet, kopma uzama ve kopma işi değerleri Tablo 2’de, aynı ipliklerin iplik canlılığı ile ilgili
ölçümlerin sonuçları ise Tablo 3’te verilmektedir.
Tablo 2. Katlamanın mukavemet, kopma uzama ve kopma işine etkisi.
Çift kat
büküm
miktarı
Büküm yönü
Mukavemet
(cN/tex)
Kopma uzama
(%)
Kopma işi
(kg*mm)
Tur/m
Tek kat
iplik
Çift kat
iplik
Tek kat
iplik
Çift kat
iplik
Değişim
(%)
Tek kat
iplik
Çift kat
iplik
Değişim
(%)
Tek kat
iplik
Çift kat
iplik
Değişim
(%)
208.27 Z S 9.35 11.04 +18.07 5.41 5.24 -3.14 1.43 3.33 +132.87
275.98 Z S 9.35 11.04 +18.07 5.41 5.23 -3.33 1.43 3.30 +130.77
Erdumlu, N., Oxenham, W. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 1-9
5
315.35 Z S 9.35 11.24 +20.21 5.41 5.25 -2.96 1.43 3.41 +138.46
356.30 Z S 9.35 11.37 +21.60 5.41 5.40 -0.18 1.43 3.52 +146.15
Tablo 3. Katlamanın iplik canlılığına etkisi.
Çift kat
büküm
miktarı
İplik kıvrımı
(tur/50cm)
İplik kıvrımı
(yön)
Tur/m Tek kat iplik Çift kat iplik Tek kat iplik Çift kat iplik
208.27 33 4 S S
275.98 33 0 S -
315.35 33 4 S Z
356.30 33 8 S Z
Elde edilen sonuçlar incelendiğinde tüm büküm değerleri için çift kat ipliklerde mukavemetin arttığı
görülmektedir. Ancak, bu artış %18.07- 21.60 aralığındadır. Kopma uzama değerinde ise bir miktar düşüş
kaydedilmiştir. Katlı ipliklerde elde edilen mukavemet ve kopma uzama değerleri üzerinde büküm
miktarının istatistiksel açıdan önemli bir etkisi saptanmamıştır. Kopma işi değerlerinin de iplik
mukavemeti ile paralel davranış gösterdiği gözlenmiştir.
En düşük iplik canlılığı ise 276 tur/m çift kat büküm değerinde elde edilmiştir. Bu değer, açma-kapama
prensibine göre büküm cihazında ölçülen tek kat ipliğin büküm değerinin yaklaşık %40’ına karşılık
gelmektedir.
Şekil 3. Katlamanın mukavemete etkisi. Şekil 4. Katlamanın kopma uzamaya etkisi.
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 1-9 Katlı Vortex İpliklerin Mukavemet ve….
6
Şekil 5. Katlamanın kopma işine etkisi. Şekil 6. Katlamanın iplik canlılığına etkisi.
3.3. İplikteki bükümün açılması ve ipliğe ilave büküm verilmesinin mukavemet ve kopma uzama
üzerindeki etkileri
100 mm uzunluğundaki ipliklerde, bükümün eşit seviyede açılması ve ilave büküm verilmesi sonucunda
ölçülen mukavemet ve kopma uzama değerleri Tablo 4 ve Şekil 8’de gösterilmiştir. Tablo 4’te “S” büküm
yönü iplikteki bükümün açıldığını, “Z” büküm yönü ise ipliğe ilave büküm verildiğini ifade etmektedir.
Ayrıca, Şekil 7’deki yatay eksende yer alan negatif büküm değerleri iplikteki bükümün açıldığını, pozitif
büküm değerleri ise ipliğe ilave büküm verildiğini belirtmektedir.
Tablo 4: İplikteki bükümün açılması ve ipliğe ilave büküm verilmesinin mukavemet ve kopma
uzama üzerindeki etkileri.
.
Büküm
miktarı
(TPM)
Büküm
yönü
Mukavemet (cN/tex) Kopma uzama (%)
Tek kat
iplik
Twisted
yarn
Değişim
%
Tek kat
iplik
Twisted
yarn
Değişim
%
40 S 13.46 14.28 5.74 7.81 6.62 -17.98
80 S 13.46 13.82 2.60 7.81 6.90 -13.19
160 S 13.46 10.65 -26.38 7.81 6.17 -26.58
240 S 13.46 8.20 -64.15 7.81 5.93 -31.70
40 Z 13.46 14.94 9.91 7.81 7.20 -8.47
80 Z 13.46 15.14 11.10 7.81 7.23 -8.02
160 Z 13.46 15.52 13.27 7.81 7.42 -5.26
240 Z 13.46 15.50 13.16 7.81 7.90 1.14
Erdumlu, N., Oxenham, W. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 1-9
7
Şekil 7. İplikteki bükümün açılması ve ipliğe ilave büküm verilmesinin mukavemet ve kopma uzama
üzerindeki etkileri.
Elde edilen sonuçlar incelendiğinde ipliğe verilen ilave bükümün mukavemeti artırdığı, ancak verilen
ilave büküm miktarının mukavemet artışında önemli bir etkisinin olmadığı görülmektedir. İpliğe ilave
büküm verildiğinde, genel olarak iplik mukavemetinin ipliğin ilk halindeki mukavemet değerinden daha
yüksek olduğu ifade edilebilir. Öte yandan, sarım liflerinin tersi yönünde bükümü açılan ipliğin
mukavemetinin 80 tur/m’nin üzerindeki değerlerde önemli ölçüde azaldığı görülmektedir.
İpliğe ilave büküm verildiğinde kopma uzamada herhangi bir değişiklik olmazken, bükümü açılan
ipliklerde kopma uzama değeri düşmüştür. İlave büküm verildiğinde, merkez liflerinin birçoğunun helisel
bir yol izlemesi dolayısyla ipliğin kopma uzama değerinde artış beklenmektedir [11,14]. Ancak, ilave
büküm ile liflerin daha sıkı bir sarım yapması dolayısıyla lifler arasındaki sürtünmenin artması liflerin
birbiri üzerinden kaymasını zorlaştırmış olabileceğinden ipliğin kopma uzama değerinde önemli bir
değişiklik gözlenmemiştir.
3.4. DirecTwist® sistemi ile üretilen çift katlı ipliklerin mukavemet ve uzama özellikleri
DirecTwist® yöntemi ile sarım liflerinin tersi yönünde bükümü açılan tek kat iplikler ile yine sarım
liflerinin tersi yönünde çift kat bükülen ipliklerin mukavemet ve kopma uzama özellikleri Tablo 5 ve
Şekil 8 ve 9’da gösterilmektedir.
Bükümün elle açıldığı tek kat ipliklerde olduğu gibi bükümü açılan ipliklerin ilk başta mukavemetinde
önemli bir değişim gözlenmemektedir. Bu durum, düşük miktarlarda açılan bükümün sarım liflerini
gevşetmesi sonucunda mukavemette ortaya çıkan düşüşün büküm alan merkez liflerini mukavemete
olumlu yönde katkıda bulunması dolayısıyla kompanse edilmesi ile açıklanabilir. Ancak, bükümün daha
fazla açılmasıyla mukavamet düşmemektedir ve iplikler genel olarak liflerin birbiri üzerinden kayması
dolayısıyla kopmaktadır. Katlı ipliklerde önemli ölçüde mukavemet artışı 400 tur/m’nin üzerindeki
büküm değerlerinde gerçekleşmektedir. İpliklerin kopma uzama değerleri incelendiginde ise, mukavemet
ile benzer şekilde bir davranış göstermiş, tek kat ipliğin kopma uzama değeri ile karşılaştırıldığında önce
azalmış, sonra ise aynı seviyeye dönmüş ve büküm seviyesinin artmasından önemli ölçüde
etkilenmemiştir.
Tablo 5: DirecTwist® yöntemi ile bükümü açılmış ve çift kat bükülmüş ipliklerin özellikleri.
Çift
kat
büküm
miktarı
Tur/m
Büküm
yönü
Mukavemet (cN/tex) Kopma uzama (%)
Tek kat
iplik
Bükümü
açılmış tek
kat iplik
Değişim
(%)
Çift
kat
iplik
Değişim
(%)
Tek kat
iplik
Bükümü
açılmış tek
kat iplik
Değişim
(%)
Çift
kat
iplik
Değişim
(%)
40 S 13.61 11.67 -14.25 12.99 -4.56 5.64 5.04 -10.64 5.19 -7.98
80 S 13.61 13.52 -0.66 12.37 -9.11 5.64 5.57 -1.24 4.93 -12.59
160 S 13.61 10.52 -22.70 12.82 -5.80 5.64 5.01 -11.17 5.57 -1.24
240 S 13.61 7.69 -43.50 13.70 0.66 5.64 4.38 -22.34 5.73 1.60
300 S 13.61 - - 14.00 2.87 5.64 - - 5.85 3.72
400 S 13.61 - - 14.44 6.10 5.64 - - 5.90 4.61
500 S 13.61 - - 14.90 9.48 5.64 - - 5.81 3.01
600 S 13.61 - - 15.35 12.78 5.64 - - 5.63 -0.18
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 1-9 Katlı Vortex İpliklerin Mukavemet ve….
8
Şekil 8. DirecTwist® yöntemi ile bükümü açılmış ve çift kat bükülmüş ipliklerin mukevemet değerleri.
Şekil 9. DirecTwist® yöntemi ile bükümü açılmış ve çift kat bükülmüş ipliklerin kopma uzama değerleri.
Şekil 10’da, tek kat iplik, 240 tur/metre ile bükümü açılmış iplik ve katlı büküm miktarı 240 tur/metre
olan çift katlı ipliğin Taramalı Elektron Miktorskobu kullanılarak elde edilen boylamasına görüntüleri yer
almaktadır. Bükümü açılmış olan ipliğin yüzeyindeki sarım liflerinin sarım açısının tek kat ve çift katlı
ipliklerden daha küçük olduğu görülmektedir.
a. b. c.
Şekil 10. Taramalı Elektron Mikroskobu görüntüleri a. Tek kat iplik, b. 240 tur/m ile bükümü açılmış
iplik, c. 240 tur/m ile katlanmış iplik.
Erdumlu, N., Oxenham, W. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (3) 1-9
9
4. SONUÇ
İkiye bir büküm makinasında üretilen katlı ipliklerde elde edilen mukavemet ve kopma uzama değerleri
üzerinde büküm miktarının istatistiksel açıdan önemli bir etkisi saptanmamıştır. İpliğin mukavemet
değerinde gözlenen davranışın, katlı büküm miktarındaki artış ile sarım liflerin yüksek miktarda ilave
büküm alması dolayısıyla eğiklik/yatıklık (obliquity) etkisi sonucu oluştuğu söylenebilir. İlave büküm
verilen tek kat ipliklerin mukavet değerlerinde gözlenen davranış da bu durumu açıklamaktadır. Tek kat
ipliklerin yüzeyindeki sarım liflerinin sarım açısı yönünde ipliğe ilave büküm verildiğinde, ipliğin
merkezindeki lifler büküm almakta, sarım lifleri ise sarım yönünde bir miktar daha sarım yapmaktadırlar.
İpliğe verilen ilave bükümün mukavemeti artırdığı, ancak verilen ilave büküm miktarının mukavemet
artışında önemli bir etkisinin olmadığı görülmektedir.
Sonraki çalışmalarda katlı vortex ipliklerde elde edilebilecek maksimum mukavemet ve uzama
değerlerinin araştırılması için farklı miktarlarda büküme sahip tek kat ipliklerden üretilen katlı ipliklerin
mukavemet ve uzama değerlerinin incelenmesi önerilebilir.
5. KAYNAKLAR
1. Oxenham, W., 2001. Fasciated Yarns - A Revolutionary Development?, Journal of Textile and
Apparel, Technology and Management, Vol.1, Issue 2, 1-7.
2. Url, accessed at 24.01.2007.
3. Bame, T., Private communication, 19.05.2009, Muratec, USA.
4. US Patent 5,528,895, 1996. Spinning Apparatus with Twisting Guide Surface.
5. Basal, G., and Oxenham, W., 2003. Vortex Spun Yarn vs. Air-Jet Spun Yarn, Autex Research Journal,
Vol.3, No.3, 96-101.
6. Soe, A.K., Takahashi, M., Nakajima, M., Matsuo, T., and Matsumoto, T., 2004. Structure and
Properties of MVS Yarns in Comparison with Ring Yarns and Open-End Rotor Spun Yarns, Textile
Research Journal, Vol.74(9), 819-826.
7. Ortlek, H.G., and Ulku S., 2004. Vortex Spinning System (MVS) and Yarn Properties (in Turkish),
Tekstil&Teknik, April, 222-228.
8. Rameshkumar C., Anandkumar P., Senthilnathan P., Jeevitha R., and Anbumani N., 2008.
Comparative Studies on Ring, Rotor and Vortex Yarn Knitted Fabrics, AUTEX Research Journal,
Vol.8, No.4, 100-105.
9. Basu, A., Progress in Air-jet Spinning, The Textile Institute, Textile Progress, Vol. 29, Number 3.
10. Oxenham, W., The Influence of Fibre Properties in Air Jet Spinning, Indian Journal of Fibre and
Textile Research, 17,1992, pp. 194-200.
11. Chattopadyay, R.J., 1997. “The Influence of Plying on the Tenacity, Breaking Extension and Flexural
Rigidity of Air-jet Spun Yarns”, Journal of Textile Institute, Vol.80, Issue.1, 76-78.
12. Punj, S.K., Mukhopadhyay, A., and Maiti, T.K., 1997. “Response to Doubling of MJS Yarns
Produced with Varying Nozzle Pressure”, Indian Journal of Fibre and Textile Research, Vol.22, 1-7.
13. Tyagi, G.K., and Dhamija, S., 2000. “Quality Aspects of Viscose Jet-spun Plied Yarns”, Indian
Journal of Fibre and Textile Research, Vol.25, 284-288.
14. Tyagi, G.K.,Patnaik, A.,Goyal, A., Salhotra, K.R., and Ishtiaque, S.M., 2002. “Structure and
Properties of Polyester MJS Plied Yarns”, Indian Journal of Fibre and Textile Research, Vol.27, 236-
241.
