DENEYSEL ÇALIġMALAR

6.1 Kullanılan Materyaller Deneylerde kullanılan malzemeler;

- 1 mm ve 5 mm genişiliğinde, kalılığı 1 mm olan elastik bant çifti (paket lastiği),

- Elastik bantların birbirlerine yapışmasını sağlayacak yapıştırıcı,

- Elastik bant çiftinin sağlam yapışmasını temin etmek amacıyla kullanılan mengene,

- Boy ve genişlikteki değişimlerin ölçümü için cetvel,

- Yapıştırılan elastik bant çiftinin mengenenin çeneleri arasında sıkılma süresini takip için kronometre,

- Elde edilen sonuçların kaydedilip, grafik haline dönüştürüldüğü bilgisayar kullanılmıştır.

6.2 Metod

Monokomponent liflerde kıvrım oluşturmanın asıl çıkış noktası olan değişken büzülmeye benzer bir etkiyi daha büyük boyutta gözlemlemek için bir seri çalışma gerçekleştirildi. Bu çalışmalarda değişik boyda ve ende, değişik gerilimler uygulanan elastik bantlar kullanılarak oluşan kıvrım şekli ve miktarı gözlemlendi. Elastik bant çiftini oluşturan bantlardan bir tanesi uzun, diğeri kısa seçildi. Kısa seçilen elastik uygulanan belirli gerilim altında uzatılarak uzun elastik boyuna getirilip, uygun bir yapıştırıcı ile birbilerine yapıştırıldılar. Sonraki aşamada, yapışmanın tam anlamıyla gerçekleşebilmesi için mengenenin çeneleri arasında belirlenmiş sürelerde tutuldular.

İki elastik arası gerilim farkı, mengeneden çıkarılıp serbest bırakıldıklarında iç yapılarındaki bir tepki olarak, elastik bant çiftinin kısa olan elastik tarafına kıvrılması şeklinde gözlemlendi. Değişik boy ve ende elastik çiftleri ile her birinden 5‟er adet olmak üzere deneyler yapılıp, hesaplanan kıvrım değerlerinin ortalaması alınıp,

bilgisayar ortamında grafikleri oluşturuldu. En son aşamada değişik en ve boya sahip elastik çiftlerinden elde edilen grafikler karşılaştırılıp, tartışıldı.

Deneysel çalışmaların yapılışı kabaca Şekil 6.1‟de resmedilmiştir. Üzerine kuvvet uygulanarak gerilen elastik bantlar, şekilde siyah renkle gösterilmişlerdir.

ġekil 6.1: Elastik bantların kullanıldığı deneysel çalışmanın adımları Şekil 6.1‟de deneysel çalışma aşağıdaki adımlarla gerçekleştirilmiştir;

A Aynı boyda iki elastik bant alınıp, biri sabit tutulurken diğeri üzerine uygulanan bir F kuvveti ile gerdirilir,

B Elastik bantların birbirine bakan yapıştırılacak yüzeylerine yapışkan uygulanır, C Elastik bantlar, mükemmel bir yapıştırma için yapıştırma için mengenenin

çeneleri arasına alınıp sıkıştırılır,

D Tam olarak yapışma için bir süre beklenildikten sonra, mengenenin çenesi açılarak elastik bantlar mengene dışına alınır,

E Elastik bantlar önceden belirlenen boyda kesilir,

F Birbirine yapışmış elastik bant çifti serbest bırakılınca kıvrım efekti oluşur.

Değişik boylarda elastik bantlar kullanılarak yapılan çalışmada oluşan kıvrımı belirlemek amacıyla “Kıvrım miktarı, K_m” terimi geliştirilip aşağıdaki biçimde

K_m = [(L₁-L₂) / L₁]*L₃ (6.1) Burada,

L1 elastik bantların serbest haldeki uzunluğu, L2 elastik bantların gerilmiş uzunluğu,

L3 kıvrım dolayısı ile oluşan deformasyon miktarı.

Doğal olarak deneysel çalışma esnasında fark edilen ilk gözlem, elastik bantlara uygulanan gerdirme miktarı arttıkça kıvrım miktarı artmaktadır.

Deneysel çalışmayı detaylandırmak ve kanıtlamak amacıyla değişik boylarda ve değişik gerilim miktarlarında çalışma birçok kez tekrarlanmış ve elde edilen sonuçlar grafikler halinde aşağıda tartışılmıştır. İlk grup deneyler, 60 mm ilk boya sahip elastik bantlar, elastik bantın bir tanesi %5, %10, %15 ve %20 oranlarında gerdirilerek uzatılırken, diğerinin serbest kalması esas alınarak yapılmıştır.

Kullanılan elastik bantların genişliği 5 mm‟dir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar Tablo 6.1‟de verilmiştir. Her bir gerilme miktarı için yapılan 5 deneme sonucunun ortalaması tabloya yerleştirilmiş ve Şekil6.2‟de grafik olarak da verilmiştir.

Tablo 6.1: 60 mm ilk boya sahip 5 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

Gerilme oranları

5% 10% 15% 20%

İlk boy, L1 (mm) 60 60 60 60

Kıvrım boyu, L2 (mm) 5,38 3,55 1,45 -0,82

Kıvrım derinliği, L3 (mm) 1,27 2,26 2,17 2,3

Kıvrım miktarı, (L1-L2)*L3/L1 1,16 2,13 2,12 2,33

Şekil Fotoğraf

%5

%10

%15

%20

ġekil 6.2: Değişik gerilimler için elastik bant çiftinin aldığı kıvrımlar

ġekil 6.3: 60 mm ilk boya sahip 5 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

İkinci grup deneysel çalışmada, 80 mm ilk serbest boya sahip elastik bant çiftleri kullanılmış, yine %5 - %20 arası gerilimlerle elde edilen kıvrım sonuçları izlenmiştir.

Bu gruba ait deneylerde de 5 mm eninde elastik bantlar kullanılmıştır.

Tablo 6.2: 80 mm ilk boya sahip 5 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

Gerilme oranları

5% 10% 15% 20%

İlk boy, L1 (mm) 80 80 80 80

Kıvrım boyu, L2 (mm) 6.24 4.14 1.44 3.05

Kıvrım derinliği, L3 (mm) 2.28 3.15 3.12 2.3

Kıvrım miktarı, (L1-L2)*L3/L1 2.10 2.98 3.06 2,21 Bu deneylerden elde edilen sonuçlar, diğer sonuçlar ile tam olarak uyum göstermemekte ve bir miktar sapma göstermektedir.Bunun nedeni, elastik bantların boyu uzadıkça, tam yapışmayı sağlayan mengene çenesinin dışına taşmış ve yeterli yapışma gerçekleşmemiştir. Bu nedenle gerilme oranı %20‟ye çıkarılmış olmasına rağmen, kıvrım miktarında artış beklenirken azalma görülmüştür.

ġekil 6.4: 80 mm ilk boya sahip 5 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

İlave olarak 30, 40 ve 50 cm boylarında 1 mm ve 5 mm genişliklerde elastik bantlar kullanılarak çok sayıda deney yapılmıştır. Bu çalışmanın sonuçları Tablo 6.3 ile Tablo 6.8 arasındaki tablolarda verilmiştir.

Tablo 6.3: 40 mm ilk boya sahip 5 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

Gerilme oranları

5% 10% 15%

İlk boy, L1 (mm) 40 40 40

Kıvrım boyu, L2 (mm) -0,4 -1,58 -12,8

Kıvrım derinliği, L3 (mm) 0.69 1.01 1,5

Kıvrım miktarı, (L1-L2)*L3/L1 0.70 1,05 1.98

ġekil 6.5: 40 mm ilk boya sahip 5 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

40 mm uzunluğunda ve 5 mm eninde elastik bantlarla yapılan deneysel çalışmalarda da gerilme miktarındaki artışa paralel kıvrım miktarında artış görülmektedir.

Tablo 6.4: 50 mm ilk boya sahip 5 mm eninde elastik bantlarla kullanılarak yapılan deney sonuçları

Gerilme oranları

5% 10% 15%

İlk boy, L1 (mm) 50 50 50

Kıvrım boyu, L2 (mm) -0,92 -11,12 -20,94

Kıvrım derinliği, L3 (mm) 0,96 1,69 1,98

Kıvrım miktarı, (L1-L2)*L3/L1 0,98 2,07 2,80

ġekil 6.6: 50 mm ilk boya sahip 5 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

Tablo 6.5: 30 mm ilk boya sahip 5 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

Gerilme oranları

5% 10% 15%

İlk boy, L1 (mm) 30 30 30

Kıvrım boyu, L2 (mm) -1,64 -1,24 -3,74

Kıvrım derinliği, L3 (mm) 0,79 0,81 1

Kıvrım miktarı, (L1-L2)*L3/L1 0,83 0,84 1,12

ġekil 6.7: 30 mm ilk boya sahip 5 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

30 mm ilk boya sahip 5 mm eninde elastik bantlar ile de 40 ve 50 cm‟lik 5 mm eninde elastik bantlardaki gerilme oranı-kıvrım miktarı ilişkisi görülmektedir; fakat boydaki kısalmaya bağlı, kıvrım miktarı oranlarında da azalma olduğu gerçeği dikkat çekmektedir.

Tablo 6.6: 30 mm ilk boya sahip 1 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

Gerilme oranları

5% 10% 15%

İlk boy, L1 (mm) 30 30 30

Kıvrım boyu, L2 (mm) 3,62 -0,48 -1,14

Kıvrım derinliği, L3 (mm) 0,47 0,69 0,87

Kıvrım miktarı, (L1-L2)*L3/L1 0,41 0,70 0,90

ġekil 6.8: 30 mm ilk boya sahip 1 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

30 mm uzunluğunda ve 1 mm eninde elastik bantlar ile 5mm enindeki elastik bantlar gerilme miktarlarına bağlı kıvrım miktarındaki değişime göre mukayese edildiklerinde, kıvrım miktarındaki değişim çok daha fazla olmakta ve yine gerilme arttıkça kıvrım miktarı da artmaktadır.

Tablo 6.7: 40 mm ilk boya sahip 1 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

Gerilme oranları

5% 10% 15%

İlk boy, L1 (mm) 40 40 40

Kıvrım boyu, L2 (mm) -1,6 -6,96 -13,4

Kıvrım derinliği, L3 (mm) 0,59 1,16 1,39

Kıvrım miktarı, (L1-L2)*L3/L1 0,61 1,36 1,86

ġekil 6.9: 40 mm ilk boya sahip 1 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

40 mm uzunluğunda ve 1mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan çalışmada elde edilen sonuç diğer sonuçları destekler mahiyettedir. Yani gerilmede miktarındaki artışa bağlı kıvrım miktarı da artmaktadır.

ġekil 6.10: 50 mm ilk boya sahip 1 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

50 mm uzunluğunda ve 5 mm eninde elastik bantlarla elde edilen sonuçlarla birebir aynı denilebilecek sonuçlar 50 mm uzunluğunda 1 mm enindeki elastik bantlarla da elde edilmiştir.

Özet olarak, 30, 40 ve 50 mm uzunluğa sahip elastik bantlar ile yapılan deneysel çalışmalarda, en iyi kıvrım miktarı değeri 50 mm uzunluğunda ve 1 mm eninde bantlarla elde edilmiştir.

Tüm bu deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlara dayanarak; sentetik filamentlerin üretim esnasında sonsuz uzunlukta olduğu göz önüne alınarak, üretim esnasında diferansiyel büzülme etkisini oluşturabilecek bir etki oluşturulması istenilen kıvrımın eldesine imkan verecektir. Özellikle de sentetik lifin kalınlığının mikron mertebesinde olduğu düşünülürse, sonuç umulandan da iyi olabilir.

Tablo 6.8: 50 mm ilk boya sahip 1 mm eninde elastik bantlar kullanılarak yapılan deney sonuçları

Gerilme oranları

5% 10% 15%

İlk boy, L1 (mm) 50 50 50

Kıvrım boyu, L2 (mm) -0,96 -10,74 -22,8

Kıvrım derinliği, L3 (mm) 0,9 1,45 1,88

Kıvrım miktarı, (L1-L2)*L3/L1 0,92 1,76 2,74