Boncuklanma - Tekstil Dershanesi
Boncuklanma problemi: tekstilde hem üreticiyi hem de tüketiciyi rahatsız eden ve kumaş kalitesini etkileyen en önemli problemlerden biridir. Boncuklanmayı etkileyen faktörlerle birlikte kullanılan test cihaz ve yöntemleri de kumaşların boncuklanma performanslarının değerlendirilmesi açısından oldukça önemlidir. Test cihazlarının kumaşlardaki hangi parametrelere karşı hassas olduklarının bilinmesi, test edilecek kumaşın kullanım yerine ve amacına uygun olan bir cihaz ile test edilmesini sağlamış olacaktır.
Çalışmanın birinci kısmında, % 100 pamuk, 63/37 pamuklPES ve pamuklPES/lycra karışımlarından oluşmuş süprem, ribana ve interlok kumaşlar üzerinde; bazı lif iplik ve kumaş parametreleriyle, test cihazlarının boncuklanma üzerindeki etkisi incelenmiştir. İncelenen parametreler; lif karışım oranı, iplik lineer yoğunluğu, iplik bükürnü. iplik tipi. kumaş konstrüksiyonu, elastomerik clyaf ve boya - terbiye işlemleridir. Hazırlanan numuneler, sanayide en çok kullanılan RTPT, ICl Pilling Box ve Martindale test cihazlarında testlere tabii tutulmuştur. Yapılan testlerle boncuklanma performansına etki eden parametreler saptanmaya çalışılmış ve söz konusu cihazların hangi parametrelere karşı hassas oldukları belirlenmeye çalışılmıştır.
Çalışmanın ikinci kısmında ise, iki adet süprem kumaştan dört adet T-shirt dikilerek giyim denemeleri yapılmış ve her üç test cihazından elde edilen sonuçlar ile giyim denemeleri karşılaştırılmıştır.
Çalışma sonucunda RTPT ve Martindale test cihazlarının genellikle birbiri ile uyumlu sonuçlar verirken, ICI Pilling Box test cihazının diğer cihazlara göre bazı pararnetreler için farklı sonuçlar verdiği görülmüştür. Martindale test cihazı en kötümser sonuçları verirken, ICI Pilling Box test cihazı en iyimser sonuçları vermiştir.
Elde edilen sonuçlara göre, her üç test cihazının da kumaş konstrüksiyonu ve iplik lineer yoğunluğu parametrelerine karşı hassas olduğu gözlenirken, diğer parametreler için boncuklanma test cihazlarının değişik parametrelere karşı farklı hassasiyetlere sahip oldukları gözlenmiştir.
Test cihazlarıyla elde edilen sonuçların söz konusu giyim süresi için, giyim denemeleriyle elde edilen sonuçlardan daha kötümser sonuçlar sergilediği gözlenmiş ve test cihazlarıyla yapılan testlerin daha uzun bir giyim süresini simüle ettiği belirlennıiştir.
Anahtar Kelimeler: Boncukianma (pilling), temel örme yapıları, boncuklanma (pilling) test cihazları.
Boncuklanma kumaş yapısı içindeki liflerin kumaş yüzeyi üzerine yükselerek bir araya gelip oluşturdukları lif topçukları veya lif gruplarıdır (Okur ve Sülar,2001).
Sivakumar ve Pillay (1981)’a göre boncuklanma; ovalanma etkisi ile kumaş yüzeyinde karmaşıklaşan lif demetleridir. Uluslar arası Kumaş Bakım Enstitüsü’nün Eğitim ve Tüketici ilişkileri Bölümü boncuklanmayı; “bir kumaş yüzeyinde liflerin küçük düğümler veya topçuklar oluşturması” olarak tanımlamaktadır (Şamlı,1994).
Ukponmwan vd. (1998), boncuk oluşumunun genellikle; hav oluşumu, boncuk karmaşıklanması, boncuk büyümesi ve boncuğun uzaklaşması olmak üzere 4 ana basamakta gerçekleşen ve kendi kendini sınırlayan bir olay olduğunu belirtmektedirler.
Şekil 1. 1’ de çeşitli kumaşların maksimum boncuklanma test eğrileri gösterilmiştir.
Şekil 1. 1’ de 4 numara ile gösterilen eğri testler sonucunda en sık elde edilen tipik bir bir eğridir. Buna göre, maksimum bir noktadan sonra boncuk uzaklaşma miktarının boncuk oluşma miktarını geçmesi ile boncuk yoğunluğunda bir azalma vardır. Fakat polyester ve naylon gibi mukavemeti yüksek liflerde son basamak olan boncuğun uzaklaşması geciktiğinden Şekil 1 . 1 ‘de 5 ve 6 nolu eğrilerde görüldüğü üzere boncuk yoğunluğu maksimumda kalacaktır (Okur,1994).
Şekil 1. 1. Çeşitli liflere ait boncuklanma test eğrileri (Cooke, 1985)
Boncuklar iplikteki yüzey lifllerinin migrasyonu sonucu giysi yüzeyinde serbest liflerin oluşmasından dolayı meydana gelirler. Boncuklar aynı zamanda ipliklerden sarkan liflerin birbirlerine dolanması ve geçmesi sonucunda oluşurlar. Boncuk oluşumunu kolaylaştıran yabancı maddeler de boncuklara yapışabilirler. Oluşmaya başlayan boncuk belirli bir limite ulaşıncaya kadar büyür. Eğer herhangi bir zamanda eğilme ve çekilme kuvvetleri gibi dış kuvvetler, boncuğu yüzeye bağlayan tutucu liflerin toplam mukavemetini geçerse boncuk ayrılır. Böyle durumlar düşük kopma mukavemeti ve eğilme direncine sahip bazı sentetik lifler ve yün lifler için geçerlidir. Eğer tutucu liflerin kopma mukavemetleri ve eğilme dirençleri dış kuvvetlerden daha fazla ise bu durumda boncuk yüzeye bağlı şekilde kalmaya devam edecektir (Önal,2000).
Boncuklar genellikle yabancı madde içerirler ve bu durum arzu edilmeyen kumaş görünümünü daha da belirgin hale getirir. Hidrofobik lifler (polyester lifi) elektro statik özellikleri nedeniyle, hidrofil liflere (viskoz, pamuk. yün) göre yabancı maddeleri çekmeye daha eğilimlidirler. Kopmuş ve karmaşıklaşmış lifler, kumaş yüzeyine tutunan liflere göre daha kısadırlar. Bu lifler en ince ve en elastik lifler iken tutucu lifler en güçlü liflerdir. Daha yüksek kopma ve esneme mukavemeti ve aşınma direncine sahip sentetik liflere kıyasla, yün, pamuk, viskoz gibi kopma dayanımı ve aşınma dayanımı düşük olan liflerde, boncuklar sürtünme sonucu yüzeyi daha kolay terk edecektir (Önal,2000).
Boncuklanma ile ilgili yapılan bütün çalışmalar. Cooke (1985)’ın çalışmasında boncuklanma mekanizmasının 4 ana safhadan oluştuğunu belirtmesinin doğruluğunu göstermektedir.
Cooke’a göre boncuklanma:
Havların karmaşıklaşarak boncuk oluşturması.
Boncuğun koparak kumaş yüzeyinden uzaklaşması aşamalarından oluşmaktadır.
Hav Oluşumu: Gintis ve Mead (1959) yaptıkları çalışmalarda, kumaş yüzeyinde aşınmanın ilk etkisinin boncuklanma başlamadan önce hav oluşumunun başladığını belirterek hav oluşum mekanizmasımn iki olasılıkla olabileceğini düşünülmüşlerdir. Bunlardan birincisi; iplik yapısına dahil olmayan serbest lif uçlarınn açığa çıkması ikincisi de; lif halkalarının iki bacağından birinin çekilerek serbest lif uçları haline dönüşmesidir. Gintis ve Mead’e göre bir lif ucunun iplik yapısından dışarı çekilebilmesi için kumaşa uygulanan sürtünme kuvvetinin iplik içerisindeki lifler arası sürtünme kuvvetini ve liflerin iplikler arasından eğilip-bükülerek dolanması sonucu oluşan tepki kuvvetini yenmesi gerekir. Eğer sürtünme sonucu; bu tepki kuvvetleri lifin kopma mukavemetini yenerse lif ucu dışarı çekileceğine lif kopmuş olur. Bu nedenle lifin kopma mukavemeti uygulanabilecek aşınma kuvvetini ve dolayısıyla ulaşılabilecek maksimum lif uzunluğunu belirler. Böylece zayıf liflerin kopması, kısa ama daha yoğun bir hav tabakasının oluşmasına yol açar. Sonuç olarak araştırmacılar, boncuk oluşumunun gerçekleşebilmesi için öncelikle lif özelliklerine bağlı olarak hav oluşumunun kritik bir hav yüksekliğine ulaşması gerektiğini göstermişler ve bununla ilgili çalışmalarını aşağıda yer alan Çizelge 1. 1 .‘de sunmuşlardır.
Çizelge 1. 1 Muhtelif tekstil liflerinin karmaşıklaşma eğilimleri (Gintis ve Mead.1959).
LİF KRİTİK HAV YÜKSEKLİĞİ
Yün (64-70s) 10
Dacron (yassı kesitli) 9
Dacron (yuvarlak kesiti) 7
Pamuk, St.VİNCENT (1.1den/lif) 6
Okur (1994) ise hav oluşumunun mekanizmasını şu şekilde açıklamaktadır. Herhangi bir kumaşta liflerin çoğunun uzunlukları boyunca bazı noktalarda kumaşın yüz tarafına geçtiklerini, kumaş yüzeyine yapılan herhangi bir sürtünme sonucu lifin kumaş yüzeyindeki bölgesinde, lif ekseni boyunca ve ona dik yönde iki bileşene ayrılabilir bir sürtünme kuvvetinin oluştuğunu belirterek bu kuvvetin boncuk oluşumunun üzerinde etkili olduğunu belirtir. Bu bileşenlerden lif ekseni boyunca etkiyen bileşen, kuvvetin uygulanış yönüne bağlı olarak, lifi ya kumaşın içine itecek ya da dışına çekecektir. Lifler eksenel sıkıştırma kuvvetine göre hareket edemeyeceklerinden kumaşın içine doğru çok az bir hareket veya hiç hareket olmayacaktır. Böylece eksenel gerilme kuvveti lifi yüzeye sürükleyecektir. Eğer yüzeydeki sürtünme kuvveti lifi kumaş içerisinde tutan kohezyon kuvvetinden daha büyük ise, lif yüzeye göç eder. İkinci olarak zaten kumaş yüzeyinde olan lif bölümlerine uygulanan tüm eğilme ve dönme kuvvetleri liflerin diğer liflerle sürtünmelerini sağlayarak: önce liflerin karmaşıklaşmasına, sonra keçeleşmesine, en son olarak da boncuk olarak nitelendirilen bir lif topunun oluşmasına neden olur.
Havların Karmaşıklaşarak Boncuk Oluşturması: Calil ve Hearle (1977). 67/33 PES/Pamuk kumaş numuneleri için, tarayıcı elektron mikroskobu altında yaptıkları gözlemlerinde lifler arasında yüksek dereceli bir ilişki olduğunu ve lif karmaşıklıkları içerisinde yer alan PES liflerinde çift eksenli bir yıpranma hasarınıın meydana geldiğini, böylece hasarların lifteki yıpranmış noktaların eğilme modüllerini düşürdüğüne işaret edip bu durumun esnekliği artırıp, sürekli karmaşıklaşma olasılığını yükseltebildiğini belirtmişlerdir.
Matoj i ve Tsuj imato (1965), nylon kumaşlarda karmaşıklaşma mekanizmasını incelemişler ve yüzeye çıkan bir lifin komşu lifler ile bağlantı oluşturarak boncuk oluşumunu başlatacak merkezi bir nokta oluşturabileceğini bunun yanında hav yapısında yer alan bir yabancı maddenin de merkezi bir başlangıç noktası oluşturup ardından boncuk oluşumuna sebep olabileceğini belirtmişlerdir.
Cooke (1985). üç aşamalı yaptığı çalışmasında % 100 pamuk. % 50/50 pamuk PES ve % 100 PES giysilerle yaptığı denemelerde 100 boncuğu liflerine ayırarak mikroskop altında incelemiş ve boncukların sadece % 12’sinin düğüm içerdiğini. %15’inde yabancı madde olduğunu ancak örneklerin %50’sinin yabancı madde ve düğüm içermediğini belirterek lif karmaşıklığının normal hav yapısındaki lifller arasında meydana geldiğini ifade etmiştir.
Cook’e ayrıca liflerin karmaşıklaşıp boncuk oluşumunu başlatabilmeleri olayını inceleyebilmek için 67/33 PES/pamuk karışımı ile yaptığı giyim denemelerinden aldığı boncukları elektron mikroskobu ile incelemiş ve boncuklardaki PES liflerinin çoğunda, Calil ve Hearle’in 1977’de yaptıkları çalışmalara benzer şekilde çift eksenli yıpranma hasarı tespit etmiş ve böyle bir hasarın lifin eğilme modülünü azalttığı için lif karmaşıklığı oluşturma olasılığının yükseldiğini belirtmiştir.
Okur (1994), boncuklanma olayının değişik safhalarında lif zedelenmesinin başlangıcı ve bu zedelenmenin boncuk ömrüne etkisinin kesin olarak açıklığa kavuşturulmuş olmamakla birlikte, çeşitli araştırmacıların da lif boyunca belli aralıklarla zedelenmenin varlığını gösteren SEM fotoğrafları çektiklerini belirtmiştir. (Okur,1994).
Boncuk Büyümesi: Cooke (1983)’un belirttiğine göre pek çok araştırmacı boncuk oluşmadan önce hav oluşum aşamasının meydana gelerek kritik hav yüksekliğinin oluştuğunu ve bunun soncunda da, boncuklanmanın başladığını varsaymaktadır. Cooke (1983), boncuk gelişimi safhalarını gerçek giyim durumlarında izleyebilmek amacıyla oluşturduğu Pamuk-PES karışımı interlok kumaşları yaş ve 60 °C’ deki kurutucuda bir saat relakse ederek 10 cm2’lik kareler halinde kesmiştir. Yeleğinin üst ön ve arka ortasına yerleştirerek bu parçaların 3 günlük giyilme ve elişimlerini incelemiş ve aslında boncuk başlangıç ve gelişiminin aşağıda açıklanan 6 aşamadan oluştuğunu belirlemiştir.
Yüksek hay yoğunluğu olan belli bir alanın oluşması,
0 alan içinde gevşek, karmaşık bir yapının gelişmesi,
Gevşek karmaşık yapının küreye benzer bir lif kümesi şeklinde sıkılaşması.
Bağlantı liflerinin ayrı hareketli bir boncuk oluşturması için çekilmesi,
Boncuğun yeni yerleşimi ile belli bağlantı liflerinin kopması,
Kalan bağlantı liflerinin kopması ve boncuğun kaybedilmesi (Okur,A.,1998).
Cooke boncuk haritalama yöntemi ile boncuk büyüme ve kopma aşamalarını tespit edebilmiştir. Bu tespitine göre: boncuk büyümesini “iki veya daha fazla lifin dolanmasından sonra dışarı çekme mekanizması sonucu diğer liflerinde katılması ile elyaf küreciği oluşur” şeklinde belirtmekte, boncuk olgunlaşmasını da “boncuk merkezinin kütlesinin artarak pek çok yorulma bölgesinin, düşük bükülme dayanımı ile birleşerek daha sıkı bir yapı oluşur” şeklinde belirtmektedir.
Boncuk Kopması: Cooke yaptığı çalışmalarda, boncuğun kumaş yüzeyinden kopuşunun iki şekilde olabileceğini belirtmiştir (Önal,2000).
Gerilme ile Kopuş: Boncuğa etkiyen sürtünme kuvveti, bağlayıcı fillerin sağladığı mukavemetten fazla ise boncuk kumaştan ayrılır.
Çekme ile Kopuş: Uygulanan sürtünme kuvveti, bağlayıcı liflerin sağladığı mukavemetten düşük ama bağlayıcı lif-iplik sürtünmesinden fazla ise bağlayıcı lifler kumaş yüzeyinden dışarı çekilir ve boncuk kopar (Önal,2000). Örne bir kumaş üzerinde bir boncuğun oluşumu ve gelişimi Şekil. 1.2.’de gösterilmiştir.
Boncuk Oluşumunun Mekanizması
Çalışmanın başında genel hatları ile literatür tanıtılırken boncuklanma mekanizması ile ilgili ilk çalışmayı 1959’da Gintis ve Mead’ın yaptığı belirtilmişti. Gintis ve Mead. Martindale cihazında aşındırdıkları kumaşlara ait mikro fotoğrafları kullanarak beli bir noktadaki boncukları kısa zaman aralıkları ile incelemişlerdir.
Yaptıkları çalışmalar sonucunda, boncuklanmanın hav oluşumu, karmaşıklaşma ve boncuğun uzaklaşması olarak üç ana evreden meydana geldiğini belirtmişlerdir. Hav oluşumu mekanizmasını, lifin iplik içi ağdan çıkıp dışarı çekilmesi aşamalarına dayandırmışlar ama karmaşıklaşma evresi hakkında ayrıntılı bilgi edinememişlerdir.
Şekil 1.2. Boncuklanma mekanizmasının aşamaları (Okur,1994).
A: Boncuklanma başlamadan önce
B: Lif uçlarının kumaş yüzeyinde açığa çıkması
C: Lif uçlarının karmaşıklaşması ve boncuk oluşumunun başlaması
D: Boncuğun büyümesi
E: Boncuğun kumaş yüzeyinden ayrılması
F: Boncuğun kopmasının ardından yeni boncuk oluşumu için hazır lif uçları
Brand ve Bohmfalk (1967), oldukça kompleks bir boncuklanma kinetik modeli geliştirmişlerdir. Bu kinetik modeli; boncuk oluşumu ve düşme mekanizması ile reaktif grupların kimyasal reaksiyonlarındaki kinetik hareketleri arasında benzerlik olduğunu düşünerek geliştirmişlerdir. Bu model 7 adet oran sabiti içermekle birlikte diğer araştırmacılarca oldukça kompleks bulunmakta ve temelde bazı hipotezlerin gerçekçi olmadığı kabul edilmektedir.(Önal,2000).
Araştırmacılar tarafından sunulan bu model aşağıda Şekil 1.3. ‘de gösterilmektedir.
Şekil 1 .3. Brand ve Bohmfalk’un kinetik modeli
Bu şekilde yer alan her bir k sabiti, o basamakta gerçekleşecek olan hav veya boncuk sayısının oluşabilme oranını göstermektedir. Bu oranlardan k1 kumaş yüzeyindeki boncuklanabilir tüylerin oluşum oranını, k2 boncuklanamayan tüylerin boncuklanabilen tüylere oranını, k3 boncuklanabilen tüylerin aşınma oranını vs. göstermektedir.
Conti ve Tassinari (1974), bu model üzerinden daha basit bir model geliştirmişlerdir. Bu basitleştirilmiş model boncuklanma mekanizmasının 3 ana evresini içermekle birlikte aşağıda Şekil 1 .4.’de gösterilmiştir.
Bu model, 3 kinetik oran sabiti ile boncuklanabilir tüylerin miktarını (W) içermektedir. k1 parmetresi karmaşıklaşış tüylerin boncuklanabilme oranını, K2 parametresi boncukların aşınma oranını ve k0 da karmaşıklaşmış lif kümesinden boncuk uzaklaşma oranını temsil etmektedir. Conti ve Tassinari daha sonra, ilk belirtmiş oldukları modele denk ve daha basit bir model geliştirmişlerdir. Aşağıdaki şekil 1.5.’de yer alan bu model yalnızca iki oran sabitini içermekte olup; boncuklaşabilen tüylerin α oranında boncuk oluşturmasına ve w oranında da aşınıp kumaşı terk etmesine dayanmaktadır.
Şekil 1.5. Conti ve Tassinarinin hasitleştirilmiş kinetik modeli (Conti ve Tassinari. 1974)
Araştırmacılar bu modelin, normal boncuk oluşum hızında kumaş üzerinde oluşan boncuk sayısının eğrisini ve boncuk oluşum mekanizmasının 3 evresini de tanımlamaya yeterli olabileceğini ancak boncuk oluşum hızının boncuk aşınma hızına çok yakın olduğu durumlarda yeterli olmayacağını belirtmişlerdir. Bu modeller doğrultusunda, yün kumaşlar için yapılan laboratuvar testleri arasında, boncuk oluşumuna katılmadan ayrılan tüy miktarının bir hayli fazla olduğu bulunmuş ve önceki bulunan tüm modeller birleştirilerek yüzey tüylerinin değerlendirilmesi sağalacak olan bir model geliştirilmiş ve bu model aşağıdaki şekil 1 .6.’de gösterilmiştir(Önal,2000).
Şekil 1.6. Birleştirilmiş boncuklanma kinetik modeli
Boncuklanma Ölçüm ve Değerlendirme Yöntemi
Literatürde kumaşların boncuklanma eğilimlerini ölçmek amacıyla yirmiden fazla test metodunun varlığından bahsedilmektedir. Bu test yöntemleri esas olarak iki ana grupta toplanmaktadır.
Numunenin yuvarlanmasını esas alan test yöntemleri
Numunenin aşındırılmasını esas alan test yöntemleri
Hangi test cihazının gerçekteki giyim koşullarını sağladığı hala araştırmacılar tarafından tartışılan bir konudur ve bu konuda çalışmalar hala sürmektedir.
Cooke ve Göksoy (1998), Akselaratör ve Martindale cihazlarından elde edilen sonuçların, giysinin giyim esnasındaki boncuklanması konusunda güvenilir bilgiler verirken I.C.I Pilling box cihazının yanlış ve yanıltıcı sonuçlar verdiğini belirtmişler ve eğer test edilen kumaş yeni bir konstrüksiyon ve iplik kombinasyonundan oluşuyorsa testleri en az iki ayrı test metoduna göre yapılmasını tavsiye etmişlerdir.
Yapılan bir başka araştırmada ise pilling eğilimini belirlemek için sabit bir reçetenin henüz mevcut olmadığından ve test metodu seçilirken testin hangi amaca yönelik olduğunun göz önünde bulundurulması gerektiğini vurgulanmaktadır(Biermann,2002).
Bugün piyasada en çok kullanılan test cihazları arasındaki en temel farklar sürtünme materyalinin cinsi, sürtünme materyaline karşı uygulanan karşı hareket ve numuneye uygulanan zorlamanın miktarıdır. Piyasada genel olarak kullanılan test cihazları şunlardır;
ICI Boncuklanma Test Kutusu,Ø
Random Tumble Boncuklanma Test Cihazı,Ø
Martindale Aşındırma Cihazı,Ø
Elastomerik Yastık Taban Metodu,Ø
Fırçalı Boncuklanma Test Cihazı,Ø
Hatra Boncuklanma Testi,Ø
I.W.S. Test Cihazı.Ø
Bu çalışmada piyasada en çok kabul gören yöntemler tanıtılacaktır. Aşağıdaki Çizelge 1.2.’de boncuklanma ölçümünde en çok kullanılan standart test yöntemleri verilmiştir(Okur,A.,ve Sülvar,V., ,2001).
Kullanılan tüm test cihazları iki farklı çalışma mekanizmasına sahiptir. Bu mekanizmalardan ilki numunenin yuvarlanarak boncuklandırılması diğeri ise numunenin aşındırılarak boncuklandırılması esasına dayanmaktadır.
Numunenin yuvarlanarak boncuklandırılması esasına sahip cihazlarda bu işlem, cihaz içerisine konulan diğer numunelerle birilikte yuvarlanarak rastgele hareketlerle farklı veya kendi kumaşından olan aşındırıcı yüzeylere sürtünmesiyle sağlanmaktadır. Bu tip yöntemle boncuklanmayı sağlayan test cihazları: ICI Boncuklanma test Kutusu (ICI Pilling Box), Pilling Drom (tamburlu) ve Random, Tumble Boncuklanma Test Cihazıdır. Bugün bu cihazların üretilen tiplerinden en çok kullanılanlar; İngiltere’de kullanım alanı bulan ve British Standards tarafından kabul görmüş ICI Boncuklanma Test Kutusu, ABD’de ASTM Standartlarına uygun görülmüş Atlas Random Tumble Boncuklanma Test Cihazıdır(Cooke,ve Göksoy,1998).
Çizelge 1.2. Boncuklanma ölçümünde en çok kullanılan standart test yöntemleri (Okur,Sülar,2001).
Test Yöntemi Kullandığı standart
Textiles-Determinabons of fabric propensity to surface and to pilling part 1: Pilling Box
Method ISO 12945-12000
Textiles-Determinations of fabric propensity to surface and to pilling part 2: Modified
Martindale Method 50 12945-2:2000
Standart Test method for pilling resistance and other related surface changes of Textie fabrics: Brush Pilling Tester ASTM D 3511 -99a
Standart Test method for pilling resistance and other related surface changes of Textile fabrics: Random Tumble PilNng Tester ASTM D 3512-99a
Standart Test method for pilling resistance and other related surfaca changes of Textile fabrics: Elastometric Pad ASTM D 3514-99
Standart Test method for pilling resistance and other related surface changes of textile fabrics: Martindale Pressure Tester Method ASTM D 4970-99
Numunenin aşındırılarak boncuklandırılması esasına sahip cihazlarda ise aşındırma işlemi, numunenin kendinden veya başka bir kumaşa sürtüImesi ile gerçekleştirilmektedir. Yukarıda anlatılan cihazların dışındakiler bu esasa dayanmaktadır.
ICI Boncuklanma Test Kutusu:
I.C.I Boncuklanma Test Cihaz, küp şeklindeki tahta veya yeni dizayn edilen modellerde plastik döner kutulardan ibaret olup, bu kutuların içi mantar plakalarla kaplamıştır. ICI boncuklanma test cihazı Şekil 1.7. ve 1. 8.’de görülmektedir.
Şekil 1.7. İki kutulu ICI Boncuklanma test cihazı
Şekil 1.8. ICI Test cihazının kutu içi görünümü
İki ve dört kutulu olan standart modellerin yanında, altı kutulu modeli de isteğe bağlı olarak üretilmektedir. Bu test için tüm numuneler standart atmosfer şartlarında (% 65±2 izafı nem ve 20±2 °C sıcaklık) kondisyonlandıktan sonra yine aynı şartlar altında test edilir ve değerlendirilirler. Kondisyonlama süresi %100 PES’ten mamul kumaşlar için 2 saat, diğer tüm kumaşlar için 16 saattir.
Boncuklanma testi, poliüretan tüplerin üzerine geçirilip dikilen test numunelerinin içi mantar kaplı dönen bu kutuların içinde yuvarlanması prensibine dayanır. Üzerine numune geçirilmiş (dikilmiş) olan poliüretan tüplerinden birkaç tanesi bir kutuya konularak boncuklanma testi gerçekleştirilir. Kutuların devri 60 devir/dakika olup, örme ve dokuma kumaşlar için test dönüş sayıları farklı olmaktadır. PES içeren dokuma kumaşlar için 36.000 devir, PES oranı çok yüksek olan dokuma kumaşlar için 18.000 devir, örme kumaşlar için 7.000 devirdir. Ayarlanan dönüş sayısı bitince, numunenin boncuklanma derecesi. 1 den 5’e kadar derecelendirilmiş standart fotoğraflarla karşılaştırılarak tespit edilir (Çizelge 13). Bazı standartlarda yüksek rakam boncuklanma derecesinin az olduğunu ifade ederken, bazıları tam tersini ifade etmektedir.(Öktem,Özdil,Özdoğan,2003).
Çizelge 1.3. ICI boncuklanma testi değerlendirme tablosu (Önal, 2000).
Değer Tasvır Değerlendirme esnasında dikkate alınacak noktalar
5 Değişiklik yok Görünen değişiklik yok
4 Hafif değişiklik Hafif yüzey tüylenmesi
3 Orta seviyede değişiklik Test numunesi aşağdakiIerin birini veya her ikisini sergileyebilir, a) Orta seviyede tüylenme b)ayrılmış tamamen şekillenmiş boncuklar
2 Önemli ölçüde değişiklik Belli tüylenme ve/veya boncuklanma
1 Şiddetli değişiklik Numuneyi kaplayan yoğun tüylenme ve/veya boncuklanma
Drum (Tamburl) Boncuklanma Test Cihazı:
600°C ve 50°C de yıkanıp kurultulduktan sonra boncuklanma testi uygulanacak olan kumaştan 1100x200 mm ve300x300 mm’lik parçalar kesilir.1100 x 200 mm’lik parçadan davulun içini kaplmak için 970x165 mm’lik parça kesilir. 300 x 300 mm’lik parçadan da 125 x 125 mm’lik parçalar hazırlanır. Bu şekilde hazırlanan 4 adet test numunesi,test edilecek yüzleri dışarıya gelecek şekilde poliüretan test tüplerine montaj iği yardımıyla yerleştirilir.Hazırlanan 4 adet numuneyle birlikte 4 adetde boş poliüretan tüpü davul içerisine birlikte konularak davulun kapağı kapatılır.İstenen devir sayısına ayarlanarak test başlatılır.Test sonuçları standart örnekle karşılaştırılarak değerlendirilir. Bu standartlar A(5) boncuk yok, B(4) iyi, C(3) orta, D(2) kötü, E(1) çok kötü, olarak tanımlanır. M&S P18A standartlarına göre 6000 devir çalıştırılır ve elde edilen sonuçlardan C(3) uygun kabul değeri olarak değerlendirilir(Erdeneochir,2000).
Random Tumble Pilling Tesler (RTPT):
Bu cihazın iki, dört ve altı üniteli tipleri vardır. Her ünite, yatay şekilde yerleştirilmiş 1200 devir/dakika hızla dönen iki bıçaklı bir çark içeren, 6 inç uzunluğunda ve 5.75 inç çapında silindirik bir kutudan oluşur. Kutuların için gerektiğinde değiştirilebilen 1/8inç kalınlığında neoprene (suni kauçuk) ile kaplanmıştır.
Boncuklanma testinin, her üniteye 5x5 inç boyutlarındaki 3 adet kumaş numunesi ve 0.2 inç uzunluğunda 50 mg’lık pamuk lifi konularak yapılması önerilmektedir. Ünitelere pamuk lifi konulmasının amacı, lifsiz bir ortamda boncuklanmayı sağlamak yerine, normal giyim esnasında oluşabilecek türden bir boncuklanma elde edebilmektir.
R.T.P.İ ile yapılan testlerde örgü kumaşın çabuk boncuklanma eğilimini görebilmek için 40 dakikalık bir test süresi yeterli olabilmekte (Cooke,ve Göksoy,1998),ancak test süresi standartlarda bir saat olarak uygulanmaktadır.
Test sonuçları gözle muayene edilerek, 5 derecelendirmeden oluşan standart numunelerle karşılaştır. En az 3 numunenin ortalama derecesi iki kişi tarafından belirlenir ve kumaşın gerçek kullanımdaki performansı tahmin edilebilir.
Şekil 1 .9. Dört Bölmeli Random Tumble Pilling Tester
Martindale Aşındırma Cihazı: 1942’li yıllarda bulunan Martindale Test cihazı günümüzdeki yeni dizanynlarıyla hem aşındırma testleri hem de boncuklanma testleri için kullanılabilmektedir. Eski tip cihazlarda 4, yeni cihazlarda ise 6 adet bulunan 1.25 inç çaplı pirinç numune tutucular pirinç bir üst levhaya tutturulmuşlardır. Bu tutucular, rahatça hareket edebilecek şekilde sabitlenerek numuneye uygulanacak sürtünme kuvvetinin yalnızca numune tutucu ağırlığından oluşmasını sağlarlar. Bazı testlerde basıncı artırmak amacıyla numune tutucuların üzerine ilave ağırlıklar konulmaktadır.
Her bir numune ayrı numune tutucular için dairesel olarak hazırlanır ve 500 gr/m2’den hafif olan kumaşların arkası standart bir süngerle desteklenir. Aşındırıcı yüzey olarak herhangi bir tip kumaş yüzeyi seçilebileceği gibi standart bir aşındırıcı kumaş da kullanılabilir. Aşındırıcı kumaş, aşındırma istasyon tablasına çember kıskaç ile sabitlenir. Metal-metal sürtünmesini engellemek amacıyla standart aşındırıcı kumaşın altına keçe yerleştirilmektedir.
Test numuneleri, aşındırıcı kumaş üzerinde “Lissajoux” hareketi denilen(Şekil 1.10) dairesel hareketten dereceli olarak azalan elipsodik harekete ve sonunda çizgisel hale gelen harekete ulaştıktan sonra, aksi yönde hareket ederek tekrar dairesel harekete ulaşır. Bu hareket vasıtasıyla numuneler üzerindeki lifler her doğrultuda aşınmaya maruz kalırlar.
Martindale cihazının bir avantajı da; 6 aşındırma istasyonu (Şekil 1.11) bulunduğu için bir seferde 6 test yapabilme imkanı olmakla birlikte, bir seferde farklı basınçlar uygulanıp farklı aşındırıcı yüzeyler kullanılabilmektedir.
Cihaz boncuklanma testi için kullanılacağında, daha geniş numune tutucular (Şekil 1.12) cihaza sabitlenir ve üst plakanın hareket alanı 60.5 mm’ den 24 mm’ ye indirilmiş olur. Numune tutuculara örme kumaşlar için 2.5 cN/m2, dokuma kumaşlar içinse 6.5 cN/m2’lik basınç uygulanır. Test 125, 500 veya 2000 turda gerçekleşir ve 2000 tur için yaklaşık olarak 40 dakika sürer. Boncuklanma derecesi hazır standart fotoğraflar ile karşılaştırılarak belirlenir.(Candan,C.,2000).
Şekil 1.10. Lissajoux hareketi
Şekil 1.11. Martindale cihazı
Şekil 1.12. Martindale cihazında aşındırma işlemi
Kumaşların boncuklanma eğilimlerini test etmek amacıyla geliştirilen çok sayıda cihazdan alınan sonuçların değerlendirmesi 3 temel yaklaşıma göre yapılmaktadır.
Boncuk ağırlığının belirlenmesi: Bu yaklaşım belirli turlar sonunda oluşan boncukların kumaş yüzeyinden kesilip tartılması esasına dayanır. Boncuk ağırlığı fazla olan kumaşların boncuklanma eğilimlerinin yüksek olduğu kabul edilir. Bu yaklaşım özellikle Martin-Dale yönteminde uygulanan bir değerlendirme şeklidir.
Belirli alana düşen boncuk sayısının belirlenmesi: Bu yaklaşım numunelerdeki boncuk adedinin büyüklüklerine bakılmaksızın sayılması esasına dayanır. Ortalama boncuk adedine göre değerlendirme yapılır. Bu yöntem daha çok Zweigle yönteminde kullanılan bir değerlendirme şeklidir.
Görsel değerlendirme: Test edilen kumaşların 1’den 5’e kadar derecelendirilmiş standart örneklerle veya fotoğraflarla karşılaştırılması esasına dayanır.
Kumaş Konstrüksiyonunun Etkisi
Kumaş konstrüksiyonunun ham kumaşlardaki etkisini incelemek amacıyla 1. 2 ve 3 nolu numuneler: mamul kumaşlardaki etkisini incelemek için ise 4. 5 ve 6 nolu numuneler karşılaştırılmıştır. Bu numunelere ait özellikler Çizelge 4.2. de verilmiştir.
Çizelge 4.2. Kumaş konstrüksiyon etkisinin karşılaştırılmasında kullanılan numune özellikleri
No Ham-Mamul Örgü Tipi Çubuk
(Ne) iplik Tipi Karışım Oranı Temin Edilen
1 Ham Süprem 12 20 30/1 Karde % 100 Pamuk A
2 Ham Ribana 10 14 24/1 Karde % 100 Pamuk A
3 Mamul İnterlok 12 13 30/1 Karde % 100 Pamuk A
4 Mamul Süprem 16 24 30/1 Karde %100 Pamuk A
5 Mamul Lyc.Ribana 9 19 30/1 Karde 95/5 Pamuk/Lyc A
6 Mamul İnterlok 14 20 30/1 Penye %100 Pamuk A
Çizelge 4.3. Ham kumaşlara ait kumaşa konstrüksiyon etkisinin karşılaştırılmasında kullanılan test sonuçları
Numune No Uygulanan Test Yöntemi
RTPT Martindale ICI Pilling Box
3 2 2 3/4
RTPT ve Martindale test cihazlarında, IXI rib örgü yapısı boncuklanmaya karşı en dirençli yapı iken düz örgü ve interlok örgü yapıları aynı boncuklanma değerlerini verilmiştir.ICI test cihazından elde edilen sonuçlarda ise düz örgü yapısı boncuklanmaya karşı en dirençli yapı iken IXI rib ve interlok örgü yapıları aynı boncuklanma değerlerini vermiştir.
Sonuçlardan görüldüğü üzere iki farklı sonuç ortaya çıkmıştır.Ancak ICI test cihazından elde edilen sonuçlar literatürle uyumlu olarak çift katlı yapıların tek katlı yapılara göre daha yatkın oldukları sonucu göstermektedir.
4, 5 ve 6 nolu numunelere ait testlerde de: RTPT ve ICI test cihazlarından alınan sonuçlarda boncuklanmaya karşı en dirençli yapının düz örgü yapısı olduğu bunu sırası ile rib interlok örgü yapılarının takip ettiği Çizelge 4.4:de görülmektedir.
Çizelge 4.4. Mamul kumaşlara ait kumaş konstrüksiyon etkisinin karşılaştırılmasında kullanılan test sonuçları
5 3/4 3/4 3/4
6 2/3 2/3 3
Martindale test cihazı sonuçlarında ise en dirençli yapı IXI rib örgü iken bunu sırası ile süprem ve interlok örgü yapıları izlemektedir. Ayrıca elde edilen sonuçlara göre her üç test cihazının da kumaş konstrüksiyonuna karşı hassas olduğu sonucuna varılabilir.
Literatürde örme kumaşlarda kumaş konstrüksiyonunun boncuklanmaya olan etkisi ile ilgili çalışmalar vardır.
%100 pamuklu süprem ve ribana kumaşlar üzerine yaptıkları çalışmalarında ribana kumaş yapılarının, süprem kumaşlara göre boncuklanmaya daha fazla eğilimli olduklarını belirtmişlerdir. Çizelge 4.4’de de RTPT ve ICI test cihazlarından alınan sonuçlar bu çalışmayı destekler niteliktedir. (Öktem,2003)
% 100 pamuk ‘e 50/50 Pamuk/PES OE Rotor veya karde ipliklerden üretilmiş süprem iki iplik ve çift toplama lakost kumaşlar üzerinde çalışmalar yapmıştır. Numunelere hem kuru hem de yaş dinlendirme sonrasında ICI Pillin Box test cihazında BS 5811 standardına göre boncuklandırma testi uygulamış ve yalnızca kuru dinlendirilme uygulanmış numunelerde boncuklanma açısından pek bir farklılık gözlenemezken, geneli itibari ile bu kumaşlarda hav oluşumunun gözlendiğini belirtmiştir. Ayrıca tüm numunelere bakıldığında süprem kumaşların boncuklanmanın en yoğun seyrettiği numune grubu olarak yer aldığını da belirtilmiştir. Çizelge 41e bakıldığında ise tüm numuneler arasında en düşük değerlerin interlok örgü yapılarında yer aldığı görülmektedir. (Önal,2000).
Hunter (1978), Punto di Roma, Fransız Pikesi. İsviçre Pikesi ve IXI Rib örgüler üzerine yaptıkları çalışmalar üzerine Punto di Roma örgülerin boncuklanmaya en dayanıklı yapılar olduğunu bulmuşlardır.
Camlan (2000)’da yün, yün/akrilik, angora/nylon ipliklerinden üretilen ribana, selanik ve 3X3 saç örgü gibi farklı örgü yapılarının boncuklanma eğilimlerini araştırmış ve çalışma sonuçları, yıkanış kumaş grubu içinde yarım selanik kumaşların yıkanmış kumaş grubu içinde ise ribana kumaşların en az boncuklandığını göstermiştir. Candan (2000) aynı çalışmasında: yün, yün/akrilik yıkanmamış kumaş gruplarında düşük test süreleri için (7000 devir, 9000 devir, BS 5811) Örgü tipinden kaynaklandığı düşünülen farklı oranlarda tüylenme olduğunun saplandığını da belirtmiştir.
Hunter (1978)’da yapmış olduğu araştırmasında örme kumaşlarda ilmek iplik uzunluğu artıp örgü seyrekleştikçe boncuklanmanın arttığını saptamıştır (Bayazıt, 1997).
Bir İngiliz araştırma kurumu olan IWS tarafından da örme kumaş seyrekleştikçe veya kumaş yapısındaki adama sayıları arttıkça boncuklanmanın da arttığı belirtilmiştir. (Bayazıt, 1997).
İplik Lineer Yoğunluğunun Etksi
İplik lineer yoğunluğunun boncuklanmaya olan etkisini incelemek için ham kumaşlarda 3 ve 9 nolu numuneler, mamul kumaşlarda ise 7 ve 8 nolu numuneler kıyaslanmıştır.
Numunelere ait özellikler Çizelge 4.5’ de verilmiştir.
Çizelge 4. 5. İplik lineer yoğunluğunun etkisinin karşılaştırılmasında kullanılan numune özellikleri
Numune no Ham-Mamul Örgü Tipi Çubuk Sıklığı (Çubuk/cm) Sıra sıklığı (Sıra/cm) İplik no (Ne) İplik Tipi Karışım oranı Temin Edilen Firma
3 Ham İnterlok 12 13 30/1 Karde %100 Pamuk A
7 Mamul Süprem 17 20 20/1 Penye %100 Pamuk B
8 Mamul Süprem 15 22 30/1 Penye %100 Pamuk B
9 Ham İnterlok 14 17 40/1 Penye %100 Pamuk A
Ham kumaş; Her üç test cihazında da daha ince iplik lineer yoğunluğuna sahip olan 9 nolu numunenin daha fazla boncuklandığı Çizelge 4. 6.’da görülmektedir.
Çizelge 4.6. Ham kumaşlara ait iplik lineer yoğunluğu etkisinin karşılaştırılmasında kullanılan test sonuçlar
9 1/2 1/2 2/3
Mamul kumaş; Mamul kumaşlarda da, ham kumaşlardaki sonuçlarla aynı sonuç elde edilmiştir. Daha düşük iplik lineer yoğunluğuna sahip 8 nolu numune her üç test metodunda da daha fazla boncuklanma eğilimi göstermiştir (Çizelge 4.7.).
Çizelge 4.7. Mamul kumaşlara ait iplik lineer yoğunluğu etkisinin karşılaştırılmasında kullanılan test sonuçları
8 3/4 3 3
Elde edilen sonuçların literatürde yer alan sonuçlarla uyumlu olduğu görülmektedir. Ayrıca hem mamul hem de ham kumaşlardan elde edilen sonuçlar dikkate alındığında, her üç test cihazının da iplik numarasına karşı hassas olduğu da görülmektedir.
Richards (1962), örme kumaşlarda yaptığı çalışmasında, diğer özellikler sabit kaldığında iplik kalınlaştıkça daha sıkı bir ilmek yapısı, ince ipliklerle ise daha açık bir ilmek halkası oluşacağı için iplik inceldikçe boncuklanma eğiliminin arttı.