OPEN-END ROTOR IPLİK EĞİRME TEKNOLOJİSİ


GİRİŞ

Kesikli liflerin iplik haline dönüştürülmesi son derece komplike ve pahalı bir işlem dizisidir. Eski çağlardan bu yana ipliklerin çeşitli yöntemlerle üretildiklerini biliyoruz. Bunlar da çoğunlukla el sanatları ile uğraşan kişilerin girişimleri ile başlatılmış veya ortaya konulmuştur. Bu açıdan bakıldığında tekstil üretiminin yer yüzündeki ilk mekanize endüstri olduğu söylenebilir. M.Ö. 4000 yıllarından beri insanların ağaç, kil veya kemikten yaptıkları çıkrıklarla iplik eğirdikleri bilinmektedir. İlk önceleri elle yada el çıkrığıyla yapılan iplik üretimi 1700’lü yılların ortalarında başlayan makineleşme ile üretim kapasitesi ve kalite açısından büyük avantajlar yakalamıştır. İplik üretiminin makineleşmesi konusundaki en önemli başarı 18. yüzyılda Richard Arkwright tarafından sağlanmıştır. Kendisinin 1796’da geliştirdiği kelebekli iplik makinası gerekli hareketi su enerjisi ile sağladığı için “ WATER SPİNNİNG MACHİNE “ olarak adlandırılmıştır. Bu makine 1832’de geliştirilen ring iplik makinasının öncüsü olmuştur.

Ring iplik makinası kısa sürede iplik üreticileri tarafından kabul görerek çeşitli aşamalardan geçtikten sonra nihayet günümüzdeki otomatize edilmiş ring iplik makinalarına kadar gelinmiştir. Bugün için ring iplik makinalarında 20000-25000 d/dak iğ devrine kadar çıkılması mümkün olmuştur. Bilindiği gibi iğ devrinde herhangi bir artış ürerimin de artışı anlamına gelmektedir. Ancak iğ devrindeki herhangi bir değişim diğer parametrelerinde değişimine yada etkilenmesine yol açmaktadır. Bunlar esasen kopça hızı ve iplik gerginlikleridir. Ayrıca ipliğin zarar görme olasılığı da diğer bir faktör olarak ele alınmalıdır.

Kopça hızı ring iplik eğirmede performans artışını sınırlayan en önemli faktördür. Doğal olarak iğ devrinin artışı ile kopçanın bilezik üzerindeki çevresel hızı da orantılı olarak artmaktadır. Bu bağlı olarak kopça ile bilezik arasındaki sürtünme artmaktadır. Sürtünmenin artmasıyla kopça ile bileziğin sıcaklığı da artmaktadır. Normal kopça hızı ile çalışıldığında bileziğin sıcaklığı ortam sıcaklığının 5- 10 ˚C daha fazladır. Kopçanın ısıyı yayma imkanı bir hayli az olduğu için sıcaklığı 300 ˚C civarındadır. Kopçanın bu sıcaklığa dayanma durumu yapıldığı malzemenin cinsi ile yakından ilişkilidir. Termal sınır aşılmadıkça kopça ile bilezik uyum içinde çalışmaktadır. Bu nedenlerden dolayı ring iplik makinalarında üretim hızının da sınırlı kalması ile buna rakip olabilecek ve çok daha hızlı üretim yapma olanağına sahip yöntemler araştırılmış ve bu konuda oldukça başarılı sonuçlar alınmıştır. Bugün için ticari alanda başarı kazanmış yöntemleri aşağıda belirtildiği gibi sınıflandırabiliriz.

1) Klasik ring iplik eğirme yöntemi
2) Modern iplik eğirme yöntemleri

• Rotor iplik eğirme
• Friksiyon iplik eğirme
• Hava jetli iplik eğirme
• Sarımlı (paralel) iplik eğirme

İlkel iplik eğirme metotlarından başlayarak günümüzdeki modern iplik eğirme metotlarına kadar olan gelişim göz önüne alındığında 250 yıllık süreç içerisinde üretimde 5000 kat bir artış olduğunu görmekteyiz.

Klasik yada ring iplik eğirmede:

• Büküm veren eleman yani iğ, aynı zamanda sarmayı da yapmaktadır.
• Üzerine iplik sarılan kops iğin devir sayısı ile dönmektedir.
• Kopsun sarım miktarı son derece sınırlıdır.

Yeni geliştirilmiş iplik eğirme teknolojilerinde:

• Büküm verme ile sarım elemanları birbirinden ayrıdır ve büküm verme elemanı genellikle çok daha yüksek hızla dönmektedir.
• İpliğin sarıldığı bobin boyutları çok daha büyüktür.

Ayrıca;

• İplik eğirme prosesinde bazı işlem basamakları elimine edilmiştir.
• Personel ve yer gereksiniminde de önemli ölçüde azalma sağlanmıştır.
• Otomasyon olanakları daha fazladır ve daha kolay uygulanabilir durumdadır.
Öte yandan alternatif olarak ortaya çıkan yeni eğirme sistemlerinin de kendilerine özgü sorunları bulunmaktadır. Bunlar;

• İplik karakterleri halen bir kıyaslama öğesi durumunda olan ring ipliklerinden çok daha farklıdır.
• Bazı durumlarda üretildikleri halleriyle kullanımları mümkün değildir.
• Numara sınırları daha dardır.
• Özel tipte hammadde gereksinimleri ortaya çıkabilmektedir.
• Kullanım alanları çok geniş değildir.
• Bakım ve onarım giderleri nispeten daha fazladır.

2. OPEN-END ROTOR İPLİK EĞİRME TEKNOLOJİSİ

2.1 Rotor iplik eğirmenin gelişimi ve mevcut durumu

Rotor iplik eğirme yöntemi ring iplik eğirme yöntemine rakip olarak ortaya çıkan ve en fazla ticari başarıyı kazanmış olan bir yeni iplik eğirme yöntemidir.


Rotor eğirme, ring eğirmeden sonra, ipliğin yapısını büküm ve çekim parametreleriyle belirleme olanağını sunan bir iplik üretme yöntemidir. Bunun yanı sıra rotor iplik eğirme, çok yönlü olarak kullanılabilen bir eğirme sistemidir. Çünkü sadece rotor, düze ve açıcı silindir gibi eğirme elemanlarını değiştirmek sureti ile kısa stapel iplikhanesinin bütün materyallerini, 12 tex’ten 150 tex’e ( Nm 7’den Nm 85’e , Ne 4’ten Ne 50’ye) kadar numara alanına eğrilebilmektedir. Bu hem teknolojik hem de ekonomik olarak geçerlidir.

2.2 Rotor İplik Makinasında İplik Oluşumu

Open-End iplik Makinelerinde Çalışma Prensibi:

Open-end makinelerinde temel prensip; elyaf grubunu tek elyaf halinde ayırdıktan sonra düzenli bir şekilde tekrar toplayarak iplik formuna getirmektir. Open-end iplikçiliğinde elyaf beslemesi tek elyaf haline gelinceye kadar azaltılır. Elyaf şeridindeki elyaflar hava akımıyla taşınır. Elyaflar iç gerilmelerden kurtulmuş şekilde serbest olan iplik kuyruğuna bağlanırlar. Bu şekilde büküm yardımıyla iplik elde edilir ve bobinlere sarılır.

Open-End iplik Makinelerinin Bölümleri:

Open-end eğirme makinelerinde temel olarak üç bölümden oluşmuştur:

• Bant Besleme (Kova Yerleştirme) bölümü,
• Eğirme Bölümü
• Bobin Sarma Bölümü



Bant Besleme (Kova Yerleştirme) Bölümü:

Open-end makinesinde iplik formuna getirilecek bantların makineye beslendiği bölümdür. İçlerinde bant istiflenmiş kovalar open-end makinesinin alt kısımlarına yerleştirilir ve burada bantlar makineye beslenir. Kova taşıyıcı arabalar tarafından bant kovalan taşınarak open-end makinelerine beslenebilmektedir.

Eğirme Bölümü:

Open-end makinelerde kovalardan beslenen bantlar eğirme bölgesine girer ve burada açma, temizleme, çekime ve büküme tabii tutulur.

Open-end makinelerinde eğirme bölümü üç temel kısımdan oluşur.

• Elyaf Açma
• Elyaf (iletimi) Birikimi
• Büküm Verme

Elyaf eğirme sistemine verilmeden önce açılır ve mümkün olduğunca tek elyaf haline getirilir. Açma işlemi genel olarak bir tarama ve açma silindiri yardımıyla gerçekleştirilir. Bu silindir elyaf beslemeyi de ayarlar. Az veya çok elyaf beslenmesi, silindir hızı değiştirilerek ayarlanır. Bu ayar, aynı zamanda oluşacak iplik inceliği ve numarasının değişimini de sağlar. Eğirme ve büküm hızı aynıyken fazla elyaf beslenmesi iplik kalınlığını arttırır. Elyaf iletim kısmı elyafların hareketlerinin hava ile sağlandığı kanallardan oluşur. Büküm verme sabit yada dönen bir eleman ile gerçekleşir. En çok rastlanan büküm verme elemanı dönerek merkezkaç kuvveti ile elyafları içinde toplayarak büküme hazır hale getiren rotordur. Sabit büküm elemanına örnek ise:iplik yönünün ters yönünde hava ile beslenen elyafların ipliğin merkezi etrafında bükülerek bağlandığı hava jet sistemidir. Open-end eğirmede oluşmakta olan ipliğe büküm vermek ve onu kontrol etmekte türbinle birlikte büküm tübü de kullanılmaktadır.

Bobin Sarma Bölümü:

Open-end eğirme sisteminde iplik üretildikten sonra bobinlere sarılır. Open-end makinelerinde bobinlerine işlemi normal bobin makinelerinden pek farklı değildir. Fakat open-end makinelerinde tam anlamıyla istenen koniklik derecelerinde bobin sarılamamaktadır. Genelde düşük koniklik açılarında bobin sarılmaktadır. Örneğin örmek için kullanılacak open-end iplik bobinleri bir bobin aktarma işleminden geçirilerek rahat sağım için istenilen forma getirilir. Open-end makinelerinde bobinlerine iğ ve tertibatı düzenlenerek istenilen koniklik derecesinde bobin elde edilmesi mümkündür. Open-end makinelerinde parafinleme de yapılmaktadır. Open-end makinelerinde bobin dolduğunda otomatik olarak sevk edilebilmekte ve yerine yeni bobin masurası takılabilmektedir. Dolu bobinler takım değiştirme sistemleri tarafından alınır ve sevk edilir.


Open-End İplik Makinelerinde Bobin Alma ve Sevk Sistemi:

Open-end eğirme makinelerinde takım değiştirme işlemi otomatik olarak yapılabilmektedir. Otomatik vasıtasıyla dolan bobinler alınıp, yerine bobin masuraları takılabilmektedir. Open-end makinelerinde takım değiştirme işlemi otomatik olarak yapılmakla beraber elde edilen open-end iplik bobinleri otomatik olarak sevk edilip üst üste paletlenebilmektedir. Bu şekilde komple bir open-end eğirme dairesinde işlemler otomatik olarak el değmeden yapılabilmektedir. Otomatik bobin alma ve sevk sisteminde dolan open-end bobinleri alındıktan sonra makine üzerinden sevk sistemleri vasıtasıyla dışarıya sevk edilir. Open-end bobinleri makine dışına sevk edildikten sonra transfer otomatları tarafından alınır paketleme işlemi yapılır.

OPEN-END İPLİK MAKİNELERİNDE ROTOR EĞİRME SİSTEMİ

Rotor iplik eğirme, open-end iplik eğirme sistemleri içinde en yaygın olarak kullanılan iplik elde etme teknolojisidir. Özellikle kalın ve orta incelikteki ipliklerin üretiminde bir bakıma ring iplik eğirme sisteminin yerini almıştır. Ayrıca rotor eğirmede 60 mm’ye kadar olan pamuk ve yapay elyaf eğrilebilir. İplik numara aralığı Ne 4-50 tır. SE8, SE9, SE10 ve SE11 olmak üzere 4 eğirme kamarası geliştirilmiştir. Makine uzunluğu 39,61 metredir. Open-end rotor eğirmede farklı iğ sayıları olabilir. Bunlar; 24-48-72-96-120-144-168-192-216-240-264-288-340 iğdir.

Rotor Eğirmede İşlem Elemanları:

Rotor iplik eğirmede iplik bandı eğirme bölümüne girerken önce açma silindiri tarafından iyice açılarak tek elyaf haline gelir. Daha sonra rotora girerek eğirme işlemi gerçekleşir. Rotorda iplik elde edildikten sonra büküm tübü vasıtasıyla sevk edilir.

Rotor eğirmede en önemli elemanlar;

• Açma Silindiri,
• Rotor,
• Büküm Tübü,

Açma Silindiri: Elyaf bandını makineye besledikten sonra tek elyaf haline gelinceye kadar açılmasını sağlayan elemandır. Makineye bant beslemede, bant elyaflarının uçları sabit kalıncaya kadar açma silindirlerinde taranarak tek tek ayrılmış olarak rotora sevk edilir. Elyafların açılma derecesi iplik kalitesi ve telefi etkiler.

Rotor: Eğirme sırasında, elyafların bir araya toplandığı, iplik formunun oluşturulduğu, ipliğe büküm verilen kutu şeklinde ana eğirme elemanıdır. Rotor cidalarında ince bir tabaka şeklinde biriken elyaflar, iplik oluşum noktasında rotoru terk eder ve rotor ekseni boyunca hareket ederek dışarı çekilir.

Büküm Tübü (torque stop): Rotorda elde edildikten sonra iplik, büküm tübü tarafından sevk edilir. Büküm tübü, iplikte bükümün oluşmasına yardımcı olur. Burada ipliğe verilen yalancı büküm gerçek büküme dönüştürülür.

Rotor Eğirmede Çekim ve Büküm:Elyaf bantları açma silindirlerinden taranarak açılır ve tek elyaf şekline gelir. Bu sistemde elyaf bandı çekilerek inceltilmesinin ötesinde tek elyaf halinde işlem görür. Elyaf daha sonra rotora sevk edilir. Açma silindirlerinden rotora elyafların taşınması hava akımı olan elyaf iletim kanalıyla gerçekleştirilir. Elyaflar rotora girerken çekilerek yönlendirilir. Bu; rotorun çevre hızının, hava akımından yüksek olmasıyla sağlanır. Elyaflar rotor içinde merkezkaç kuvveti ile kenara itilerek rotor cidarlarında toplanır. İplik çıkış tübüne girdiğinde rotor ile içindeki hava döndüğünden iplik ucu da dönmeye başlar. Rotordaki merkezkaç kuvveti çıkış tübüne giren elyafı çekmeye çalışarak sürekli iplik ucuna elyafların eklenmesini sağlar. İplik kolunun her dönüşü ipliğe çıkış tübünde bir büküm verir. İpliğe verilen bu büküm geriye akarak rotor yüzeyine kadar gider ve burada bulunan elyaflarla kenetleşerek onları ipliğe katar. Rotorun kenarından dışarı çıkan elyaf daha evvel oluşturulmuş olan ipliğin açık ucuna ilave olur. Bu metoda open-end eğirme denmesinin nedeni de budur. Çıkış tübünden devamlı suretle çıkan elyaf ipliğe ilave olurken rotorun hareketi ile büküm verilmiş olur. Rotora devamlı suretle elyaf girer ve oluşmuş olan ipliğin ucuna iplik olarak ilave olur.
İplik İnceliği: Rotordan çekilme hızının, elyafın beslenme hızına olan oranı ile saptanır. Yani, eğer elyaf hızla çekilirken az elyaf beslenmiş olursa, saha ince bir iplik oluşur ve aksi olursa daha kalın iplik oluşur.


Büküm Sayısı: Rotorun dönüş hızının ipliğin doğrusal veya çekiliş hızına olan oranı ile saptanır, yani rotorun hızı ne kadar yüksek olursa büküm sayısı o kadar yüksek olur.

Rotor Hızı: SE9 eğirme kamarası için rotor hızı 40.000-120.000devir/dakika arasında değişir. SE10’da ise 150.000 devir/dakikaya çıkabilir. İpliğin devir sayısı, rotor hızına çok yakındır. Rotor içindeki merkezkaç kuvvet nedeniyle 0.15mg’dan daha ağır herhangi bir madde iplik oluşum noktasını tıkar ve kopuşa neden olur. Bu yüzden rotor eğirmede temiz elyaf işlenmesi daha olumlu sonuçlar verir.

İplik Düzgünlüğü: Rotor eğirmede kullanılan bant düzgünlüğüne çok bağlıdır. Gerekli bant düzgünlüğünün sağlanması için ikinci pasaj cerden geçirilebilir ve bu şekilde %U değeri iyileştirilir. Rotor eğirmede iplik, rotorun içindeki ipliğin bükümünün yarattığı bükülme ile rotor içine beslenen elyafların büküm almaları neticesinde şekillenmektedir: Çeşitli büküm parametreleri için (kesitteki elyaf adedi, rotor hızı, besleme miktarı gibi) büküm değişiklik gösterir.

Rotor Eğirmede İplik Özellikleri: Open-end eğirme sistemleri içinde en çok kullanılanı olarak, rotor sistemi ile elde edilmiş ipliklerin özellikleri çok önemlidir. Genel olarak open end iplik denilince rotor ipliği alda gelmektedir. İplik açısından da rotor iplikleri, genel open end iplik özelliklerinin paralelindedir. Rotor ipliklerinin temel özellikleri şu şekildedir;

• İplikte düzgünlük üniformitesi ring ipliklere nazaran daha iyidir. İplik boyunca iplik düzgünsüzlük minimumdur.

• Rotor iplikleri genellikle kaba ve orta incelikte ipliklerdir. Numara olarak Ne6 ile Ne30 numara arası ipliklerdir. Daha ince (Ne40 gibi) ipliklerin elde edilmesi teorik olarak elde edilmesi mümkündür, fakat pratikte ekonomik değildir.

• Rotor iplikler, ring ipliklere nazaran %15-20 oranında daha az mukavimdir. Mukavemeti iyileştirmek açısından ring ipliktekinden daha fazla büküm verilmiştir. Çok yüksek büküm verilmesiyle rotor iplikte sert tutum oluşur.

• Rotor iplikler; ring ipliklere göre daha hacimli, emici, düzgün yüzeyli ve az tüylü ipliklerdir. Örtücülük özellikleri iyidir. Ring ipliklere nazaran genelde daha temizdir.
Rotor İpliklerinin Kullanım Alanları: Rotor iplikleri, open-end iplik elde etme sistemleri içinde en geniş kullanım alanına sahip ipliklerdir. Genel olarak rotor iplikleri, ring ipliklerinin kullanıldığı bir çok alanda rahatlıkla kullanılabilirler. En önemli kullanım alanı olarak; giyim, ev döşemelikleri, dekorasyon ve sanayi amaçlı ürünlerde rahatlıkla kullanılabilir. İyi sürtünme dayanımı, üniform çapı ve az ince yere sahip olması rotor ipliklerinin işlenmesini ve kullanımı arttırır. Rotor iplikleri dokuma kumaşlarının üretiminde gerek atkı, gerek çözgü ipliği olarak kullanılabilmektedir. Düzgün çapı, hacimlilik örtücülük. esneklik gibi özellikleri gibi özellikleri iyi bir yüzey elde etme açısından olumlu özellikleridir. Büküm arttırılarak mukavemeti arttırmak belli bir sınıra kadar yapılabilir. Bükümün arttırılması örme için önemli bir özellik olan ipliğin hacimlilik ve yumuşaklık özelliğini azaltır. Sanayi amaçlı yani endüstriyel kumaşların yüksek mukavemet gerektirmeyen çeşitlerinde rotor iplikleri kullanılmaktadır.

OE rotor eğirme sisteminin bu hızlı gelişimi doyum noktasına ulaşmıştır denilebilir. Çünkü rotor hızı artık arttırılamayacak seviyeye gelmiştir. Bundan sonraki modernizasyon sadece iplik kalitesini arttırıcı yönde olabilir. Doyum noktasına ulaşmış OE rotor eğirme makinelerinin son ürünlerinden biri olan RİETER firmasının R 20 adlı makinesinin teknik özelliklerini inceleyelim.



OE İPLİK MAKİNASI “R 20”

R 20’deki modernizasyon özetle şu şekildedir.

• 28 mm’den 56 mm’ye kadar rotor çaplı eğirme üniteleri
• Ne 5-60 arası iplikler
• 140000 d/dk varan rotor hızları
• 220 m/dk kadar çıkış hızları
• 400 kata kadar toplam çekim
• Maksimum 280 eğirme ünitesi
• Silindirik ve konik bobinler
• 5 kg’a kadar bobin ağırlıkları (çap 340 mm)
• Ayrı tahrikli parafinleme tertibatı
• Yeni AERObotic otomasyon sistemi
• UNIfeed konik besleme
• VARIOdraft- çekim, büküm ve iplik geriliminin kademesiz ayarı
• Bobin stroku ve kenar düzenleme için kademesiz ayar
• SERVOcan otomatik kova taşıma ve değiştirme
• ROBOfeed otomatik şerit besleme
• Bobin toplama sistemleri
• İplik kalitesinin izlenmesi
• Yabancı madde tespiti

R 20’nin yeni robotunda iplik bağlama ve dolu bobin değişimi işlemleri bir araya getirilmiştir. Mikro işlemci sayesinde hassas ve daha kısa duruşlu bobin değişimi ve iplik bağlama yapılmaktadır.

Eğirme ünitesinin önemli özellikleri şöyledir:

• Makina boyunca uzanan 32 mm çaplı boşluksuz dönen besleme mili ile şerit besleme
• Düz şerit besleme (şerit dönmeden ve yalancı çekimsiz)
• 7 g/m’ye kadar yüksek şerit ağırlıklarının beslenmesi için yeni şerit hunisi
• Elyafın hassas bir şekilde taranması için yeni besleme plakası geometrisi
• Garnitür değiştirme maliyetinin ucuz olması amacıyla pamuk ve sentetik elyaf için bölümlü 80 mm çaplı açma silindirleri
• Açma silindirleri için aşınmaya karşı ilave kaplama
• Son derece etkin yabancı madde ayırma sistemi
• Açma silindirlerinden rotora optimum elyaf kılavuzluğu
• Tüm iplik kullanım alanları için 28-56 mm aşınmaya dayanıklı çelik rotorlar
• Kolaylıkla değiştirilebilen seramik emiş düzeleri
• Düşük bükümlü iplikler için Soft Twist açık büküm tübü

R 20 iplik makinası yüksek üretim hızı ve verimlilik ve kusursuz kalite amaçlı dizayn edilmiştir. Yukarıda da açıklandığı üzere OE rotor iplik makinalarında modernizasyonun son noktası oluşturulmuştur. Yüksek otomasyon ile üretimin ve kalitenin arttırılması sağlanmıştır.