Kumaş içindeki iplik çapının modellenmesiyle ilgili çalışmalar

İpliğin sahip olduğu kapiller özellik kumaşın toplam geçirgenliğinde etkili olduğundan iplik özelliklerinin doğru olarak tanımlanması 3-D geometrik modelin gerçeği yansıtması açısından önemlidir. Kumaş geometrisi iki ve üç boyutlu olarak modellenirken, ipliğin kesit şekli için dairesel, eliptik, koşu pisti, mercek kesitli iplik modelleri kullanılmıştır. Genel olarak tüm bu modellerde kumaş içindeki iplik, belli boyutlara ve şekle sahip homojen bir yapı olarak kabul edilmiş, ipliğin izlediği yol boyunca sahip olduğu değişim ihmal edilmiştir. Ancak örgü tipi, kumaş sıklığı, iplik kalınlığı gibi kumaşı oluşturan yapısal faktörlerin ve üretim parametrelerinin birbiriyle etkileşimi sonucunda, kumaş içinde belli bir yol izleyen ipliğin enine kesit özellikleri değişmektedir. Kumaşların modellenmesiyle ilgili en belirgin sorun kumaş içindeki iplik kesitinin deformasyonu ile ilgili sorundur. Olofson’un (1964) da belirttiği gibi geometrik hesaplamalarda iplik çapı temel özelliklerdendir. Peirce’in (1937) ideal iplik geometrisinde tanımladığı dairesel, değişmez iplik yapısı basitleştirilmiş bir kumaş modeli önerse de gerçekçi bir kumaş modeli sağlamaz ve yapısal özellikleri belirlerken hataya neden olur. Bu hata kaynağı aslında yine Peirce’in eliptik çap yaklaşımından başlayarak farklı araştırmacılar tarafından düzeltilmeye çalışılmıştır. Pierce birçok kumaşta iplikteki deformasyonun ihmal edilemeyecek kadar fazla olduğunu ve deneysel yöntemlerle belirlenmesi gerektiğini, iplik yassılmasının özellikle örtme probleminde önemli olduğunu belirtmiştir (Peirce, 1937). Kawabata ve ark. (1973) çalışmalarında kumaşın uzama probleminin ipliklerin temas noktalarındaki yassılma davranışlarından etkilendiğini belirtmiştir. R. Milašius ve V. Milašius (2002) tarafından taranan kumaş görüntüleri üzerinde ipliğin projeksiyon çapı ölçülerek değişimin sıklık, örgü tipi, dokuma teknolojisi gibi faktörlerden etkilendiği ve düzgünsüzlüğün kumaşın hava geçirgenliği gibi pek çok performans özelliğinde etkiye sahip olduğu belirtilmiştir. Jiang ve Chen (2005, 2006) çalışmalarında iplik merkez eğrisini ve ipliğin izlediği yol boyunca değişen enine kesit şeklini ve boyutunu B-spline eğrileri ile tanımlayarak ideal iplik modellerinden daha gerçekçi bir model oluşturarak 3-D kumaş görüntüleri elde etmişlerdir. İpliğin yaptığı hareket boyunca enine kesit şeklinin değişimine dayanan bu model

çalışmasının ilerde uygulanacak daha gerçekçi model çalışmalarında kullanılabileceğini vurgulamışlardır.

Yılmaz, F. Göktepe, Ö. Göktepe, ve Kremenakova (2007) tarafından yapılan çalışmada kompakt ipliklerin enine kesitlerindeki lif dağılımı ve bunların paketleme yoğunluğu değerleri farklı kompakt eğirme sistemleri ile üretilmiş kompakt ipliklerin içyapılarını daha iyi anlamak için yapılmıştır. İpliğin mekanik özellikleri sadece lifin fiziksel özelliklerine değil aynı zamanda liflerin iplik enine kesitindeki lif yerleşimiyle belirlenen iplik yapısıyla da belirlenir. Paketleme yoğunluğu analizi için iplik enine kesitinin görüntüleri alınarak mikroskopta incelenmiş ve iplik merkezinden yüzeyine doğru paketleme yoğunluğunun azaldığı, iplik boyunca paketlemenin üniform olmadığı gözlemlenmiştir.

Gong, Ozgen, ve Soleimani (2009) PES ve pamuk bezayağı dokuma kumaşın enine kesit görüntülerini inceleyerek iplik enine kesitini eliptik eğri ve 5. dereceden 2 polinom eğrisi ile modellemiş ve gerçek iplik kesitine uygun yöntemin eliptik eğrilerle sağlanabileceği sonucuna varmışlardır. Çalışmada geometrik model ve orijinal görüntüler arasındaki değişim gösterilmiş ve ardışık enine kesit görüntüleri kullanılarak bezayağı örgü yapılı kumaşta ipliğin izlediği yol boyunca değişen iplik çapı için 3-D iplik modeli elde edilmiştir. Lif tipi, iplik lineer yoğunluğu (tex), büküm faktörü ve çözgü- atkı örtme faktörleri olmak üzere beş faktörün iplik enine kesit şeklinin değişimine etkisi, bu faktörler kontrollü olarak değiştirilerek, test edilmiştir. Anova varyans analizi yapıldığında elipsin yerleştirilmesinde hatayı etkileyen tek kontrol faktörünün iplik lineer yoğunluğu olduğu gözlenmiştir. Bezayağı dokuma kumaş içindeki iplik çap değişimini dikkate alan bir diğer çalışmada iplik enine kesit şekli elips kabul edilerek büyük ve küçük çap boyutlarına ipliğin lineer yoğunluğu, büküm katsayısı, çözgü ve atkı sıklıklarının etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak, iplik yoğunluğu, büküm katsayısı ve atkı örtme faktörünün büyük çapa etkisi pamuklu ve bezayağı kumaşlarda önemli bulunmuştur. Ancak çözgü örtme faktörü etkili değildir. İplik küçük çapında ise tüm bu faktörler etkilidir, ayrıca kesişme bölgesi ile karşılaştırıldığında ipliğin küçük çapının atlama bölgesinde arttığı gözlenmiştir (Ozgen ve Gong, 2010). Ozgen ve Gong’un (2011)

bir diğer çalışmasında eliptik iplik enine kesit modeline dayanarak ipliğin bezayağı kumaş içinde yaptığı hareket boyunca yassılma oranı hesaplanmış ve değişen iplik yassılma oranı için kumaş parametrelerine dayalı istatistiksel analizler gerçekleştirilerek genel bir formül geliştirilmiştir. Yassılma oranı formülüne en çok etki eden kumaş parametreleri büküm faktörü ve iplik lineer yoğunluğu olarak bulunmuştur.

Alamdar-Yazdi ve Heppler (2011) 54 adet farklı özelliklere sahip bezayağı kumaşın çap değişimlerini ham kumaş halinde ve relaksasyon sonrasında görüntü işleme teknikleri kullanarak incelemişlerdir. Yapılan ölçümler ve karşılaştırmalar iplik kesitinin kumaş içinde farklı beş şekle sahip olduğunu göstermiştir. Bunlar; dairesel, eliptik, simetrik mercek (amigdaloyidal), simetrik olmayan mercek ve keskin simetrik olmayan mercek şekilleridir. Deneysel sonuçlar yüksel sıklıktaki ve yüksek büküme sahip iplikler dairesel enine kesite sahipken, sıklığı az kumaşlarda ve az bükümlü ipliklerde ipliğin daha çok yassılarak keskin asimetrik veya asimetrik mercek şekillerle sonuçlandığını göstermiştir.

1.5.2 Kumaşın geçirgenlik ve gözenek özelliklerinin belirlenmesi için