Mikrofilament İnceliğinin Dokuma Kumaş Özelliklerine Etkisi

1.GİRİŞ

Geçmişten günümüze yapay liflerin üretimi ve buna paralel olarak yapay lifler üzerine yapılan araştırmalar gittikçe artmaktadır. Tekstil liflerinin, sahip oldukları özelliklerin iyileştirilmesi ihtiyacı ve tekstil liflerinin çok farklı uygulama alanlarında kullanılmaya başlanması mikrolif teknolojisinin hızla gelişmesine ve tekstil endüstrisinde kullanım potansiyelinin artmasına yol açmıştır. Genel olarak doğrusal yoğunluğu 1dtex’in altındaki lifler mikrolif ve 0,3 dtex’in altındaki lifler ise süper mikrolif olarak kabul edilmektedir[1]. Mikrolif ipliklerden dokunan kumaşlar, filamentlerin oldukça düşük doğrusal yoğunluğa sahip olması nedeniyle konvansiyonel incelikteki filament ipliklerinden dokunan kumaşlara nazaran oldukça sıkı bir yapıya sahiptirler[2].

Mikrolif ya da mikrofilament ipliklerden dokunan kumaşlar sahip oldukları sıkı yapıları nedeniyle fonksiyonel özelliklere sahiptirler. Örneğin %100 mikrofilament iplikten dokunmuş bir yağmurluk konvansiyonel lif ipliğinden dokunmuş kumaşa göre daha hafif ve konforludur. Birbirine oldukça yakın yerleşmiş mikrolifler rüzgara karşı bariyer etkisi yaparak vücut ısısının giysinin dışına transferini engeller. Bu sıkı yapıdaki lifler ile sentetiklerin ıslanma dayanımından da yararlanılarak su itici bir yapı elde edilebilir. Kumaşa su iticilik özelliğinin bu şekilde herhangi bir kimyasal ya da kaplama gerektirmeksizin kazandırılması nefes alabilen bir kumaş elde edilmesini sağlar[3]. Bu tarz su geçirmez fakat nefes alabilen kumaşlar çadır yapımı için de idealdir. Ayrıca bayrak yapımı için de mükemmeldir[4].

Schacher ve arkadaşları (2000), mikrolif polyester ve klasik polyesterden üretilmiş bezayağı desenli iki dokuma kumaşın ısıl özelliklerini araştırmışlardır. Mikrolif polyester kumaş (çözgü tel sayısı: 43 tel/cm, atkı tel sayısı: 36 tel/cm) 88 g/m

²ağırlığında olup, çözgüde kullanılan lif inceliği 0,7 dtex, atkıda kullanılan lif inceliği ise 1 dtex’dir. Klasik polyester kumaş ise (çözgü tel sayısı: 29 tel/cm, atkı tel sayısı: 23 tel/cm) 72 g/m²ağırlığında olup, çözgüde kullanılan lif inceliği 2,5 dtex, atkıda kullanılan lif inceliği ise 4 dtex’dir. Araştırma sonucunda, mikrolif polyester kumaşın klasik polyester kumaşa göre daha yüksek ısıl izolasyon özelliği gösterdiği ve kumaşın ilk temas halinde daha sıcak bir his uyandıran yapıda olduğu ortaya konmuştur[5].

İslam (2004), polyester mikroliften üretilmiş dokuma kumaşların ameliyathane önlüğü olarak kullanılması durumundaki bariyer performansını incelemiştir. Bu amaçla, 1/1 bezayağı doku tipine sahip, 130 g/m

²ağırlığında, %100 polyester mikrolif kumaşa (çözgüde 1,47 dtex ve atkıda 0.62 dtex lif inceliğine sahip) hidrofobluk kazandırmak için 8 farklı plazma ve 2 farklı yaş işlem çeşidi uygulamıştır. Kumaşların absorbsiyon özelliklerini incelemek için farklı sıvıların belli bir sürede kumaş tarafından emilimi gözlemlenmiştir. Sonuçta; saf su, sentetik kan, protein solüsyonu ve gerçek kanın emiliminde kumaşlara uygulanan plazma işlemlerinden 2 çeşidinde ve yaş işlemlerden birisinde 1 ve 2 saatlik absorbsiyon test süreleri sonunda kabul edilebilir sonuçlar elde edildiği görülmüştür[6].

İlksöz ve arkadaşları (2008), su itici bitim işlemi uygulanmış mikrolif polyester, konvansiyonel polyester ve pamuk dokuma kumaşlara hava geçirgenliği ve su geçirgenliği (darbe penetrasyon) testlerini uygulanmışlardır. Mikrolif polyester kumaş numunesine 4, pamuklu kumaş numunesine 4 ve konvansiyonel polyester kumaş numunesine 1 çeşit sıvı itici bitim işlemi uygulanmıştır. Daha sonra ham ve su itici bitim işlemi görmüş kumaşlara ilgili testleri uygulamışlardır. Sonuç olarak uygulanan su itici bitim işlemi mikrolif polyester kumaşlar için, su geçirgenliği değerlerini kabul edilebilir sınırlara düşürürken hava geçirgenliği değerlerini ise arttırmıştır[7].

Hasan ve arkadaşları (2008), farklı mikrofilament inceliğine, lif kesitine, iplik doğrusal yoğunluğuna ve doku tipine sahip polyester dokuma kumaşların ıslanma özelliklerini incelemişlerdir. Çalışmada daha hidrofob bir kumaş yüzeyi elde etmek için kumaş sıklığı ve lif inceliğinin arttırılması gerektiği sonucuna varılmıştır. Diğer yandan filament kesitinin yuvarlak yerine yıldız kullanılmasıyla da kumaşın hidrofobluğu artmıştır[8].

Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) 30-39 Mikrofilament İnceliğinin Dokuma Kumaş Özelliklerine Etkisi 32

Varshney ve arkadaşları (2010), polyester ve polyester viskon karışımı dokuma kumaşlarda filament inceliğinin ve kesitinin kumaşın ısıl konfor özellikleri üzerindeki etkilerini incelemişlerdir. Çalışma sonucunda lif doğrusal yoğunluğunun artmasıyla ve kesiti dairesel olmayan liflerin kullanılmasıyla kumaş gözenekliliği artmış ve dolayısıyla ısıl direnç artarken ısıl iletkenlik ve soğurganlık değerleri düşmüş ve kumaşlar daha sıcak hissi vermişlerdir. Diğer yandan lif doğrusal yoğunluğunun düşmesiyle ve kesiti dairesel olmayan liflerin kullanılmasıyla kumaş üzerinde suyun dağılma hızı artmıştır. Benzer şekilde lif doğrusal yoğunluğunun artması ve dairesel olmayan lif kesitlerinin kullanılmasıyla kumaşların hava geçirgenliği ve su buharı geçirgenliği değerleri de artmıştır. Kumaşlarda viskon lifi kullanımı ise su buharı geçirgenliğini düşürmüştür[9].

Varshney ve arkadaşları (2011), farklı lif kesiti ve inceliğine sahip polyester ve polyester-viskon dokuma kumaşların eğilme dayanımı, kesme dayanımı, sıkıştırılabilme ve esneme özelliklerini incelemişlerdir. Çalışma sonuçlarına göre kumaşların eğilme dayanımları lif kesitinden önemli oranda etkilenmiştir. Polyester lifinin inceliğinin azalmasıyla kumaş kalınlığı ve sıkıştırılabilme özellikleri atmıştır. Kumaşlarda viskon karışım oranının arttırılmasıyla eğilme ve kesme dayanımı düşerken esneme özelliği iyileşmiştir[10].

Bu çalışmada filament inceliğinin dokuma kumaş özelliklerine etkilerinin saptanması amacıyla farklı mikrofilament inceliğine sahip iplikler sabit doku parametrelerinde dokunmuştur. Üretilen kumaş dokunmuş kumaşların hava geçirgenliği, kopma mukavemeti, yırtılma mukavemeti ve aşınma dayanımı özellikleri incelenmiştir.

2. MATERYAL VE METOD

Bu çalışmada mikrofilament inceliğinin dokuma kumaş özelliklerine etkisinin saptanması amacıyla 4 farklı mikrofilament inceliğinde (1,04 denye, 0,70 denye, 0,52 denye, 0,3 denye) ve bunlara ilaveten konvansiyonel bir filament inceliğinde (2,8 denye) 5 adet 100 denye polyester filament ipliği atkı ipliği olarak kullanılarak numune dokuma kumaş üretimleri gerçekleştirilmiştir. Kullanılan iplikler ve özellikleri Tablo 1’de görülmektedir.

Tablo 1.

Çalışmada kullanılan atkı ipliği özellikleri

İplik Özellikleri

Atkı ipliğinde kullanılan mikrofilament incelikleri, denye

2,8

1,04

0,70

0,52

0,3

İplik inceliği, denye

100

Kopma mukavemeti, cN/Tex

3,50

3,56

3,48

3,54

3,80

Kopma Uzaması, %

27,65

23,52

22,34

24,84

Kaynama Çekmesi, %

5,8

7,2

6,9

Kıvrım Kısalması, %

11,99

8,37

7,99

4,61

Kıvrım Modülü, %

6,36

4,26

3,68

2,19

Kıvrım kalıcılığı, %

81,90

77,93

75,83

70,03

Bitim yağı miktarı, %

3,3

2,8

2,5

Punta sayısı, adet/metre

Punta kalıcılığı (%3 uzamada dayanım)

Numune üretimleri elektronik armürlü ağızlık açma ve rapierli atkı atma sistemine sahip konvansiyonel bir dokuma makinesinde, 405 atkı/dak hızında, 170 cm tarak eninde, yapılmıştır. Çözgü ipliği olarak 50 denye / 96 filament polyester ipliği kullanılmıştır. Üretim parametreleri Tablo 2’de verilmiştir.

Kaynak, H., K. ve Babaarslan O. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) 30-39 33

Tablo 2.

Numune kumaşların üretim parametreleri

Değişkenler

Atkı

Çözgü

İplik inceliği (denye)

100 denye

50 denye

Mikrofilament inceliği (denye)

2,8

1,04

0,70

0,52

0,3

0,52

Elyaf Cinsi

Polyester (sürekli filament)

Kumaş Sıklığı (tel/cm)

102

Doku Tipi

Bezayağı B 1/1

Elde edilen 5 farklı kumaşın fiziksel özellikleri aşağıdaki standartlara göre tespit edilmiş ve bu özellikler Tablo 3’de verilmiştir.

1.TS 250 EN 1049-2

Tekstil Dokunmuş Kumaşlar-Yapı Analiz Metotları-Kısım 2-Birim Uzunluktaki İplik Sayısının Tayini

2. TS EN 12127

Tekstil-Kumaşlar-Küçük Numuneler Kullanarak Birim Alan Başına Kütlenin Tayini

3. TS 7128 EN ISO 5084

Tekstil-Tekstil ve Tekstil Mamullerinin Kalınlık Tayini

Tablo 3.

Numune kumaşların yapısal özellikleri

Atkı ipliği ve ipliği oluşturan filament inceliği (denye)

Kumaş kalınlığı (mm)

Kumaş gramajı (g/m²)

Atkı Sıklığı (tel/cm)

Çözgü Sıklığı (tel/cm)

100

2,8

0,19

109

102

1,04

0,18

109

102

0,70

0,18

108

102

0,52

0,18

110

102

0,3

0,19

109

102

Farklı filament inceliklerine sahip 5 farklı atkı ipliği ile üretilmiş dokuma kumaş numunelerinin mikroskobik görünümleri Şekil 1’de görülmektedir. Numunelerin mikroskobik görüntülerinden de anlaşılacağı üzere, yapısal olarak numuneler arasında görsel açıdan pek bir farklılığın olmadığı anlaşılmaktadır.

2,8 denye

1,04 denye

0,7 denye

0,52 denye

0,3 denye

3. BULGULAR VE TARTIŞMA

3.1. Hava Geçirgenliği

Numunelerin hava geçirgenliği testleri SDL Atlas dijital hava geçirgenliği test cihazında TS 391 EN ISO 9237 Tekstil - Kumaşlarda Hava Geçirgenliğinin Tayini standardına göre 20 cm² test başlığı kullanılarak her bir numuneden 10 ölçüm alınmak suretiyle yapılmıştır. Yapılan bu ölçümlerin ortalamasının alınmasıyla edinilen hava geçirgenliği testi sonuçları Şekil 2’de görülmektedir.

Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) 30-39 Mikrofilament İnceliğinin Dokuma Kumaş Özelliklerine Etkisi 34

R² = 0,885 02468 10 12 2,8 denye 1,04 denye 0,70 denye 0,52 denye 0,3 denye mm/sn Filament inceliği Hava geçirgenliği

Şekil 2.

Hava geçirgenliği testi sonuçları

Şekil 2’de görüldüğü gibi filament inceliğinin azalmasıyla numunelerin hava geçirgenliği değerlerinde doğrusal bir azalma olmaktadır. İpliklerdeki filament inceliğinin azalmasıyla iplik kesitindeki lif sayısı artmış ve iplik kesitindeki boşluklar azalmıştır. Bunun neticesinde hava geçirgenliği değeri düşmüştür. Hava geçirgenliği ile filament inceliği değerleri arasındaki korelasyon katsayısı (R²=0,885) değerinden de anlaşılacağı gibi filament inceliği ile hava geçirgenliği arasında kuvvetli ve pozitif bir bağıntı mevcuttur.

3.2. Kopma Mukavemeti

Numunelerin kopma mukavemeti testleri Titan test cihazında, TS EN ISO 13934-1 Tekstil- Kumaşların Gerilme Özellikleri- Bölüm 1:En Büyük Kuvvetin Ve En Büyük Kuvvet Altında Boyca Uzamanın Tayini- Şerit Metodu standardına göre 3000 N’luk yük hücresi kullanılarak yapılmıştır. Çözgü ipliği tüm kumaşlarda sabit olduğundan, çözgü yönü mukavemet değerleri alınmamıştır. Atkı yönü kopma mukavemeti ve kopma uzaması değerleri ise her bir numuneden 5 ölçüm alınarak tespit edilmiştir. Yapılan bu ölçümlerin ortalamasının alınmasıyla elde edilen sonuçlar Şekil 3 ve Şekil 4’te verilmiştir.

R² = 0,5598 400 450 500 550 600 650 700 750 800 2,8 denye 1,04 denye 0,70 denye 0,52 denye 0,3 denye Newton Filament inceliği Atkı yönü kopma mukavemeti

Şekil 3.

Atkı yönü kopma mukavemeti testi sonuçları

Mikrofilament atkı ipliğinin kullanıldığı numunelerde atkı yönü mukavemetinin mikrofilamentlerin incelmesiyle arttığı görülmektedir. Konvansiyonel filament atkı ipliğinin kullanıldığı numunenin atkı yönü kopma mukavemeti değeri ise diğer numunelerin gösterdiği değerler arasında kalmıştır. Atkı yönü

Kaynak, H., K. ve Babaarslan O. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) 30-39 35

kopma mukavemeti ve filament inceliği arasındaki korelasyon katsayısı (R²=0,5598) dikkate alındığında bu parametreler arasında orta kuvvette ve pozitif bir bağıntı olduğu görülmektedir.

R² = 0,1845 10 12 14 16 18 20 22 2,8 denye 1,04 denye 0,70 denye 0,52 denye 0,3 denye % Filament inceliği Atkı yönü kopma uzaması

3.3. Yırtılma Mukavemeti

Numunelerin yırtılma mukavemeti testleri Titan test cihazında, TS EN ISO 13937-2 Tekstil- Kumaşların Yırtılma Özellikleri- Bölüm 2: Pantalon Biçimindeki Deney Numunelerinin Yırtılma Kuvvetinin Tayini (Tek Yırtma Metodu) standardına göre yapılmıştır. Atkı yönü ve çözgü yönü yırtılma mukavemeti değerleri her bir numuneden 5 ölçüm alınarak tespit edilmiştir. Yapılan bu ölçümlerin ortalamasının alınmasıyla elde edilen sonuçlar Şekil 5 ve Şekil 6’de verilmiştir.

R² = 0,6617 15 18 21 24 27 30 2,8 denye 1,04 denye 0,70 denye 0,52 denye 0,3 denye Newton Filament inceliği Atkı yönü yırtılma mukavemeti

Atkı yönü yırtılma mukavemeti test sonuçları incelendiğinde filament inceliğinin artmasıyla atkı yönü yırtılma mukavemetinin arttığı görülmektedir. Atkı yönü yırtılma mukavemeti ve filament inceliği arasındaki korelasyon katsayısı (R²=0,6617) dikkate alındığında bu parametreler arasında orta kuvvette ve pozitif bir bağıntı mevcuttur.

Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) 30-39 Mikrofilament İnceliğinin Dokuma Kumaş Özelliklerine Etkisi 36

R² = 0,0029 15 16 17 18 19 20 2,8 denye 1,04 denye 0,70 denye 0,52 denye 0,3 denye Newton Filament inceliği Çözgü yönü yırtılma mukavemeti

Çözgü yönü yırtılma mukavemeti test sonuçları incelendiğinde filament inceliği ile çözgü yönü yırtılma mukavemeti arasında bir bağıntı gözlemlenememektedir. Dokuma kumaş numunelerindeki çözgü iplikleri aynı olduğundan çözgü yönü yırtılma mukavemetlerinin yaklaşık değerlerde olması beklenmekteydi ancak beklentilerin tersine farklı filament incelikleri için düzensiz çözgü yönü yırtılma mukavemeti değerleri saptanmıştır.

3.4. Aşınma Dayanımı

Numunelerin aşınma dayanımı testleri Martindale test cihazında, TS EN ISO 12947-4 Tekstil - Martindale Metoduyla Kumaşların Aşınmaya Karşı Dayanımının Tayini- Bölüm 4: Görünüşteki Değişikliğin Değerlendirilmesi standardına göre yapılmıştır. Test sonrasında numunelerin 10.000 ve 20.000 devir sonrasındaki görünümleri ışık mikroskobu ile incelenmiş ve bu görünümler Şekil 7’de verilmiştir.

Martindale test cihazında yapılan aşınma dayanımı testleri sonrasında deney numunelerinin ışık mikroskobu ile incelenmesi ile lif kırılma ve düğümlenmeleri sonucunda kumaş yüzeylerinde meydana gelen deformasyon gözlemlenmeye çalışılmıştır. Kumaşların aşınma testi öncesindeki görünümlerinden anlaşılacağı gibi yapıları gereği çözgü iplikleri kumaş yüzeyinde daha fazla çıkıntı yapmaktadır. Bu sebeple aşınmaya maruz kalan daha çok çözgü iplikleri olmuştur ve atkı ipliklerindeki filament inceliği farklılığının aşınma dayanımına etkisi saptanamamıştır. Diğer bir ifadeyle bu çalışma kapsamında üretilen dokuma kumaş numunelerinde 10.000 ve 20.000

teknolojikarastirmalar.com