LEE- Tekstil Mühendisliği-Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/19466

Gözat

Yazar "Özcan, Gülay" ile LEE- Tekstil Mühendisliği-Yüksek Lisans'a göz atma
  • Öge
    Investigation of laser fading and effect of preparation processes on laser faded fabric quality
    (Graduate School, 2022) Uysaler, Tuna ; Özcan, Gülay ; 503171806 ; Textile Engineering Programme
    In the textile industry, laser technology is used to achieve effects on textiles in both micro and macro levels by changing the structure of fibers, since the 19th century. Laser fading is one of the main process of laser technology and is commonly used in denim. Fabric surface from 0.1mm to 0.5mm is processed and faded with this method. Resolution and pixel time are crucial parameters of laser source influencing the result of laser treatment. Resolution controls the density of laser dots per unit area, which is expressed in dpi (dots per inch). Pixel time, expressed in µs, controls the required time to place the laser beam at each point. Longer pixel time means more energy and so higher degree of fading effect. With the increase of pixel time and resolution, laser power density increases. Laser fading is a dry and computer-controlled process. Less manpower is required in this method. No or fewer consumables are used and there is no toxics caused by the disposal of products as on conventional wet finishing methods. With the arrangement of laser processing parameters at the desired level, it provides fast, precise and accurate production with sufficient reproducibility and repeatability, without environmental and health problems. Despite these advantages, laser fading may cause decrease in mechanical properties and higher yellowness on the color of the fabric. In this thesis, firstly, it was aimed to identify the most effective conditions of denim fading by laser treatment with different laser parameters followed by enzyme washing. Secondly, it was intended to observe the effects of chemical pre-treatment applications before laser fading at the optimum laser parameters reported, following by simple rinsing instead of enzyme washing, thereby minimizing the disadvantages of conventional laser fading (laser fading followed by enzyme washing). For this purpose, two different type of commercially used 100% organic cotton denim fabrics with 3/1 twill construction were selected for experimental study. The first fabric sample denoted as G was 435 gr/mt² and dyed with sulfur bottom and indigo. The second fabric F was 480 gr/mt² and only indigo dyed. CO2 laser machinery with a wavelength of 10.6µm and a power of 60% was used for laser treatment. Resolution and pixel time were set into three different levels; 32, 40, 48 dpi, and 300, 500, 700 µs. Subsequently, all laser-treated fabric samples were exposed to enzyme washing at a liquir ratio of 1:10 at 40°C for 10 min. Rucolase STG New enzyme was used for enzyme washing. Change in fabric unit weight, tensile strength (TS EN ISO 13934-1), abrasion resistance (TS EN ISO 12947-2) were evaluated for all fabrics. Color values (CIE L*a*b*, DE*, h*, C*, and K/S), yellowness and whiteness indexes were measured by Datacolor spectrophotometer. Colorfastness against washing (TS EN ISO 105-C06), rubbing (TS EN ISO 105-X12), artificial light (TS EN ISO 105-B02), water (TS EN ISO 105 E01) and perspiration (TS EN ISO 105 E04) were tested and evaluated under D65 artificial day light using the lightbox. From the first part of the experimental work, optimum laser parameters were reported as 40 dpi resolution and 300 µs pixel time. It was observed that, required fading effect with sufficient mechanical properties and good color values can be obtained with lower tensile strength loss and minimum yellowness with the application of enzyme washing under these determined process conditions. In the second part of experimental work, conditioned G fabric samples were washed with nonionic (0.5 g/L) surfactant at 40 °C for 60 min to remove the impurities and sizing agent and then pre-treated with polysilicic asid (PA), bicarbonate (BC), boric acid (BA), borax (BX) and mixture of boric acid/borax (BA/BX), separately. Chemicals were applied on fabrics with impregnation method at a liquir ratio of 1:10. PH was adjusted to 5-6 with acetic acid. Dried test specimens were exposed to laser fading at determined laser parameters, 40 dpi resolution and 300 μs pixel time. After laser fading, test specimens were rinsed at 40 °C for 40 min. With the pretreatment of polysilicic acid and mixture of boric acid/borax, comperable results to enzyme washing were achived in terms of yellowness and whiteness values. 16% decrease in yelowness was obtained and closest whiteness value to enzyme washing was obtained by 12% decrease in whiteness.Preliminary experiments on chemical pretreatment applications were carried out by using G fabric. Based on the results, the sample pretreated with 40 g/L PA has a comparable whiteness index (80.7) with the lowest ΔE value (0.8) compared to laser-treated and subsequently enzyme-washed G4 sample which the whitness index is 91.9. It was followed by BA/BX application with a WI of 80.2 and DE value of 2.2. Lightness values (L*) of polysilicic acid and bicarbonate applications were the closest ones to enzyme washing with the ratio of 2.5%. Considering the results of preliminary experiments, color values and mechanical properties of PA application in different concentrations; 20 g/L, 30 g/L and 40 g/L and BA/BX application were evaluated for both two fabric types; sulphure/indigo dyed (G) and indigo dyed (F). Chemical pre-treatments were applied in same prosedure. It was reported that, pre-treatment applications on G fabric decreased the yellowness and whiteness values of the fabric caused by laser treatment. Maximum decrease on yellowness was observed with the application of boric acid/borax (BA/BX) pre-treatment by 25%. Minimum decrease in the whiteness index of G fabric was observed with the pre-treatment of 30 g/L Polysilicic Acid by 2.5%. Maximum lightness was performed with 20 g/L polysilicic acid pre-treatment. 30 g/L polysilicic acid application caused highest increase in tensile strength in warp direction by 4% and 40 g/L polysilicic acid application in weft direction by 27.5% compared to enzyme washed, laser faded reference fabric. On the other hand, 40 g/L polysilicic acid pre-treatment decreased the tensile strength by 3.5% in warp direction and the mixture of boric acid/borax caused minimum increment in weft direction by 14.5%. According to Levi's Denim standard, tensile strength values obtained with pretreatment applications were acceptable. It was observed that, yellowness and whitness indexes increased with the pre-treatment applications on the fabric indigo dyed (F) as compared to reference F4 fabric. BA/BX application caused minimum increase by 11% in yellowness with a WI value of 110.0. With the application of 40 g/L polysilicic acid pre-treatment, a WI value of 129.3 was obtained, resulting in an increase of 27% compared to reference fabric. Maximum lightness (L*=26.4) was obtained with 20 g/L polysilicic acid pre-treatment. The highest increase in tensile strength in warp direction of indigo dyed fabric (F) was observed with the pre-treatment of 30 g/L polysilicic acid. Highest increase in tensile strength in weft direction by 36.4% was obtained with 20 g/L polysilicic acid application. 40 g/L polysilicic acid pre-treatment has the lowest increase in tensile strength for warp direction as 1.5% and caused a decrease in weft direction by 2.5% which is also in the range of tensile strength values specified in Levi's Denim standard. As can be seen from findings obtained in this study, lower yellowness and higher whitness values were obtained on laser faded sulphure and indigo dyed G fabric with pre-treatment applications. However, for indigo dyed F fabric, whiteness index increased but there was also a slight increase in yellowness with pre-treatments. Pre-treatment of polysilicic acid and mixture of boric acid/borax provided suitable fading effects compared to laser faded and subsequently enzyme washed reference samples while maintaining the mechanical properties. Considering higher or comparable whiteness index, lightness and tensile strength values both in warp and weft directions and minimum yellowness, it can be suggested that for sulphure/indigo dyed 100% organic cotton denim fabric, 30 g/L and 40 g/L polysilicic acid pre-treatments before laser fading can be done followed by simple rinsing, instead of enzyme washing. With the application of 30 g/L and 40 g/L polysilicic acid pre-treatment, whiteness value remains almost the same with enzyme washing and yellowness values decreases by 32% and 35% respectively. The pre-treatment of the mixture of 10 g/L boric acid and borax can be recommended for the indigo dyed 100% organic cotton denim fabric. By this pre-treatment, yellowness and whiteness of the fabric remain the same as laser faded and enzyme washed reference fabric with 35% increased tensile strength in weft direction. It is concluded that, by chemical pre-treatment applications before the laser process, the mechanical properties of laser-faded denim fabric can be preserved by eliminating the enzyme washing, which reduces the tensile strength up to 25%. Besides, all after-treatments were performed with the usage of water, no additional chemicals were used. Thus, environmentally friendly, ecological processes with sufficient denim fading effect, recommended in the market, can be obtained without any enzyme washing.
  • Öge
    Isı pompalı tamburlu kurutucularda tambur devri ve hava debisinin tekstillerde boyutsal değişim, boncuklanma ve lif salınımına etkisinin incelenmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-01-06) Çoban, Muhammed Emin ; Özcan, Gülay ; 503191803 ; Tekstil Mühendisliği
    Bu tez çalışmasında ısı pompalı kurutma makinelerinde tambur devri ve hava debisi parametrelerinin boyutsal değişim, boncuklanma ve lif salınımına etkisi araştırılmıştır. Tambur devri 30, 41, 52 ve 63 devir/dakika olacak şekilde 4 farklı seviyede, hava debisi ise 35, 47 ve 59 litre/saniye olacak şekilde 3 farklı seviyede incelenmiştir. Tambur devri ve hava debisi seviyeleri full faktoriyel olarak test tasarımı yapılmış toplamda kurutma makinesi için 12 farklı koşul denenmiştir. Koşullar 5 tekrar ve makine kapasitesinin yarısı dolulukta (4 kg) olacak şekilde tamamlanmıştır. Deney sonuçları istatistiksel olarak analiz edilmiş; ısı pompalı tamburlu kurutma makinelerinde boyutsal değişim, boncuklanma ve lif salınımı hasarlarını azaltacak optimum kurutma programı oluşturulmuştur. Ayrıca, farklı kurutma yöntemleri de boyutsal değişim, boncuklanma ve lif salınımı için test edilerek sererek kurutma, tamburlu kurutucu referans pamuklu programında kurutma ve yeni geliştirilen optimum programda kurutma karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmada kullanılacak numuneler belirlenirken öncelikle her hasar türü için en çok hasarlanan ve kullanımı yüksek olan kumaşlar tespit edilmiştir. Boyutsal değişim hasarı için pamuklu örme yapılar ön plana çıkarken, boncuklanma için kesikli polyester içerikli kumaşlar ön plana çıkmıştır. İplik yapısı olarak ring iplik türü hem her iki hasarın oluşmasında etken olarak rol oynaması hem de en yaygın kullanılan tür olması sebebi ile tercih edilmiştir. Lif salınımı konusunda pamuk gibi doğal liflerin polyester gibi sentetik liflere oranla çok daha fazla şekilde lif oluşturması ve ayrıca örme yapıların da lif salınımını artırması nedeniyle lif salınımı için pamuklu örme kumaşlar tercih edilmiştir. Bu bilgiler ışığında, %100 pamuk, %95/5 pamuk/elastan, %70/30 pamuk/polyester ve %100 polyesterden oluşan süprem örme yapısına sahip kumaşlar boyutsal değişim ve boncuklanma hasarlarını tespit etmek için kullanılan test numuneleri olarak seçilmiştir. Lif salınımı için tekstil tipine göre lif salınımı bakılmamış, hem müşteri karışım oranını temsil etmesi hem de lif salınımını göstermesi için 4 kg müşteri karışım yükü oluşturulmuştur. 4 kg yükün 1.5 kilogramı %100 pamuk süprem, 1.5 kilogramı polyester ballast yük, 0.5 kilogramı standart havlu ve 0.5 kilogramı boyutsal değişim ve boncuklanma numuneleri olan 4 farklı içerikteki süprem kumaşlar olmuştur. Boyutsal değişim ve boncuklanma 1., 3., ve 5. tekrarlarda ölçülmüş, lif salınımı ise 5 tekrar olacak şekilde her tekrarda ölçülmüştür. Boyutsal değişim ve boncuklanma için ayrıca mikroskop altında incelemeler yapılmıştır. Boyutsal değişim test sonuçları istatistiksel olarak analiz edildiğinde, büyüklük sırasıyla, tekstil tipi, tekrar sayısı, tambur devri ve hava debisinin tekstil çekmesinde etkili faktörler olduğu görülmüştür. Bütün boyutsal değişimler çekme olarak görülmüştür. Tekstil tipleri kendi içinde gruplandırma yapıldığında %100 pamuk kumaş en çok çekme gösteren kumaş olmuştur, ikinci sırada %95/5 pamuk/elastan kumaş yer almış ve en az çeken kumaş türleri ise %70/30 pamuk/polyester ve %100 polyester kumaş olmuştur. Tekstil tipi için dikkat çeken sonuç %70/30 pamuk/polyester karışım kumaşın %100 polyester kumaş ile çekme seviyelerinin istatistiksel olarak birbirinden ayrışmaması, karışım kumaşın %100 polyesterin çekmesine çok yakın gelmesi olmuştur. Pamuklu kumaşlara oran olarak az da olsa polyester eklemenin çekme problemini çok yüksek derecede iyileştireceği sonucuna varılmıştır. Tekrar sayıları kendi içinde gruplandırıldığında her tekrar farklı bir gruba düşerek istatistiksel olarak ayrışmıştır. Tekrar sayısı arttıkça çekme derecesi de artmış fakat artış hızı giderek düşmüştür. Tambur devirleri kendi içinde gruplandırıldığında 52 devir en çok çekmeye neden olmuş, 30 ve 41 devirler orta seviyede çekme göstermiş ve 63 devir ise çekme hasarını en aza indiren devir olmuştur. 30 ve 41 gibi devirlerin 52 devre göre tekstillere daha düşük seviyede mekanik kuvvet uygulaması nedeni ile çekmede azalma sağladığı tespit edilmiştir. 63 devirde ise yüksek hızdan dolayı kumaşlar tambur çeperine yapışmakta herhangi bir mekanik kuvvet söz konusu olmamaktadır, bu sayede çekme hasarının en aza indirilmesi sağlanmıştır. Tekstil bazlı olarak tambur devrinin etkisi incelendiğinde 63 devrin %100 pamuklu tekstillerde çok daha bariz bir şekilde fark oluşturduğu görülmektedir. Bu fark tekstilin içine polyester eklenince azalmaktadır fakat 52 devir polyester içerikli tekstiller için her zaman en kötü sonucu vermiştir. Hava debileri kendi içinde gruplandırıldığında ise yüksek hava debisi (59 L/s) orta ve düşük hava debisinden daha yüksek ve istatistiksel olarak farklı çekme değerine sahip olmuştur. Yüksek hava debisinin tekstillere uygulanan mekanik kuvveti arttırıp tekstillerin daha fazla ve sert bir şekilde hareket etmesine neden olduğu ve bu nedenle çekmeyi arttırdığı düşünülmektedir. Ayrıca tekstil bazlı olarak hava debisinin etkisi kontrol edildiğinde, pamuklu içerik arttıkça hava debisinin yüksek olmasının çekmeyi arttırdığı, polyester içerik arttıkça hava debisinin düşük olmasının çekmeyi arttırdığı tespit edilmiştir. Pamuktaki artış mekanik hareket ve hızlı kuruma kaynaklı, polyesterdeki artış ise debinin düşmesi ile beraber artan sıcaklık kaynaklı olmuş olabileceği düşünülmektedir. En çok çeken %100 pamuklu numune mikroskop altında incelendiğinde ise örmedeki boşluk yapısının yıkama ve kurutma işlemlerinden önceki haline göre daha kapalı ve sıkı olduğu gözlemlenmiş, birim alana düşen ilmek sayısının arttığı tespit edilmiştir. Boncuklanma test sonuçları istatistiksel olarak analiz edildiğinde, tekstil tipi ve tambur devrinin etkili, hava debisinin ise etkisiz parametre olduğu tespit edilmiştir. Tekstil tipleri kendi içinde gruplandırıldığında, %100 pamuk ve %95/5 pamuk/elastan numuneler 5 tekrar sonrası boncuklanma oluşturmayarak bir gruba, %70/30 pamuk/polyester bir gruba ve %100 polyester ise diğer bir gruba ayrılmıştır. En düşük boncuklanma derecesi yani en çok boncuklanan numune polyester numune olmuştur. Kesikli polyester lifler, kumaş yüzeyinde oluşan tüylenmenin yüzeyden düşmesini iplik yapısına uzun ve sert olmaları sebebi ile tutunduklarından dolayı engellediği ve bu nedenle boncuklanma oluşumunu arttırdığı tespit edilmiştir. Pamuk/polyester karışım da %100 polyester gibi yüksek boncuklanma göstermiştir. Tambur devirleri gruplandırıldığında, sadece 63 devir diğer devirlerden ayrı bir grupta yere almış ve en düşük boncuklanmayı göstererek, en yüksek boncuklanma derecesini almıştır. Ayrıca, tekrar sayısının boncuklanmaya etkisi ayrı olarak incelendiğinde 1., 3. ve 5. tekrarın birbirinden ayrıştığı, tekrar sayısı arttıkça boncuklanma gözlemlenmeye başlandığı ve arttığı tespit edilmişitir. Boncuklanma yapıları mikroskop altında incelendiğinde, %100 pamuk ve pamuk/elastan numunelerin yüzeyinde sadece tüylenme olduğu, pamuk/polyester karışımda olan boncuklanma yapısının kumaş yüzeyine yakın, yapı olarak büyük ve içerik olarak çoğunlukla pamuk liflerinden oluştuğu, %100 polyester numunelerde ise boncuk yapısının yüzeyden daha uzakta, yapı olarak daha ince olduğu tespit edilmiştir. Pamuk/polyester karışım numunede yüzeydeki pamuk lifleri uzun bir polyester lifinin onları sarması ve kumaşa bağlaması ile boncuklanma yapısı oluşturduğu da gözlemlenmiştir. Ayrıca, pamuk içeriğe sahip kumaşlarda kir gibi yüzey kalıntılarının da boncuklanma başlattığı tespit edilmiştir. Lif salınımı test sonuçları istatistiksel olarak analiz edildiğinde tekrar sayısı ve tambur devri etkili, hava debisi ise etkisiz parametre olarak bulunmuştur. 5 tekrar sayısı 4 gruba bölünmüş, 1., 2., 3. ve 5. tekrarlar ayrı gruplarda bulunmuşlardır, 4. tekrar ise hem 3. hem de 5. tekrarla istatistiksel olarak ayrışamamıştır. En yüksek lif salınımı 1. tekrarda olmuş, tekrar sayısı arttıkça lif salınımı düşmüştür. Lif salınımının düşmesindeki ivme tekrar sayısı arttıkça azalmıştır. Tambur devirleri gruplandırıldığında, 30 devri en yüksek lif salınımına neden olurken, 40 ve 52 devir orta seviyede lif salınımına sebep olmuş ve 63 devir ise en düşük lif salınımına sebep olmuştur. Lif salınımında 30 devrin en yüksek lif salınımına sebep olmasına kumaşların birbirleri ile olan sürtünmesinin en yüksek derecede olduğu devir olması ve ayrıca düşük devirde dönüldüğü için kurutma süresi ve alınan mekanik darbe süresinin artması etkili olmuştur. Hava debisi lif salınımında direkt olarak etkili olmamış fakat, tambur devri ile ikili etkileşimi istatistiksel olarak etkili parametre olmuştur. Düşük devirlerde (30, 41 devir/dk) yüksek hava debisi (59 L/s), yüksek devirlerde (52, 63 devir/dk) ise düşük hava debisi (35 L/s) kullanımı lif salınımının azalmasında etkili olmuştur. Test sonuçları ile yapılan istatistiksel çalışmada kurutma makinesi parametreleri olan tambur devri ve hava debisi; boyutsal değişim, boncuklanma ve lif salınımı tekstil hasarlarını en aza indirmek için optimize edildiğinde tambur devri 63 devir/dk, fan debisi 35 L/s olarak belirlenmiştir. Belirlenen optimum koşulda test sonuçlarının tekrarlanabilirliği kontrol edilmiş ve doğrulanmıştır. Boyutsal değişim, boncuklanma ve lif salınımı hasarları, kurutma yöntemi değişimine göre de kontrol edilmiştir. Boyutsal değişim ve boncuklanma hasarları sererek kurutma, tamburlu kurutucu pamuklu programında kurutma ve yeni geliştirilen optimum algoritma ile kurutma olarak üç farklı kurutma metodu kullanılarak karşılaştırılmıştır. Lif salınımı karşılaştırma testlerinde ise sererek kurutma test edilmemiştir. Boyutsal değişim %100 pamuklu kumaş üzerinden bakılmış, sererek kurutmada %4.78, kurutucu pamuklu programında %9.08, yeni geliştirilen algortimada ie %5.78 olmuştur. Mevcut kurutucu programına göre %3.3 daha az çekmiş, bu da yaklaşık olarak bir beden çekmenin kurtarılması anlamına gelmektedir. Boncuklanma testlerinde boncuklanma gösteren pamuk/polyester karışım, %100 polyester kumaş test edilmiş, sererek kurutma ile optimum algoritma aynı seviyede boncuklanma oluşturmuş, mevcut kurutucu pamuklu programı ise yarım seviye daha kötü boncuklanma göstermiştir. Yeni geliştirilen algoritma ile tamburlu kurutmanın neden olduğu pilling ortadan kaldırılmıştır. Lif salınımı, hem 5 tekrarın ortalaması hem de toplamı açısından karşılaştırıldığında yeni geliştirilen optimum algoritma mevcut pamuklu programa göre %62 daha az lif salınımı oluşturmuştur. Bütün sonuçlara beraber bakıldığında kurutucularda bulunan mevcut pamuklu programa göre 1 beden çekmenin kurtarıldığı, boncuklanma etkisinin ortadan kaldırıldığı ve lif salınımının %62 azaltıldığı yeni bir optimum algoritma geliştirilmiştir.