Sentetiklerin Ön Terbiye İşlemleri, Fiksaj ve Termofiksaj İşlemi

Sentetiklerin Ön Terbiye İşlemleri 

Fiksaj işleminin amacı, sentetik mamullere elyaf üretimi sırasında meydana gelen iç gerilimleri uzaklaştırmak, mamulü stabil hâle getirmek ve materyale dayanıklı düzgün bir şekil vermek için yapılır. Sentetik mamullere uygulanan fiksaj işleminin amaçları: materyalin boyutsal stabilitesini sağlamak, Buruşmayı ve halat hâlinde terbiye işlemlerinde kırık oluşumunu önlemek, örgü kumaşların kenar kıvrılmalarını önlemek, mamulün kalan büzülme değerlerini geliştirmek, hassas materyallerin muhtemel deformasyonunu engellemektir. Fiksaj işlemi tüm tekstil materyallerine uygulanır. Fakat polyamid, polyester ve poliakrilonitril gibi sentetik polimer elyafının işlenmesinde özel öneme sahiptir. Sentetik malzemelere fiksaj işlemi filament, iplik ve kumaş formlarında uygulanabilir. Kesikli sentetik elyaftan yapılmış materyallerde ise iç gerilim daha azdır. Sentetik liflerden yapılan materyallerin iç gerilimleri fiksaj işlemi ile giderilir. Böylece ileride göreceği yaş terbiye işlemlerinde ve bitmiş mamullerin kullanım esnasındaki çekmesi önlenmiş olacaktır. Filament ipliklerden yapılmış materyallerde iç gerilim daha fazladır. 

Fiksaj İşleminin Ön Terbiyedeki Sırası

Termofiksajın hangi kademede ve hangi sıcaklıkta yapılacağına karar vermeden önce materyalin göreceği tüm terbiye işlemlerinin bilinmesi gerekir. Termofiksaj kademesinin seçimi aynı zamanda materyalin temizliğine, boyama tekniklerine, mevcut makine parkına ve bazen iplik ve lifin durumuna bağlıdır. 

Yıkamadan önce fiksaj (termofiksaj-yıkama-boyama): Termofiksaj ile lifin fiziksel özellikleri ve boyanabilirliği değişirken kumaş üzerindeki haşıl maddeleri ve safsızlıkların uzaklaştırılması zorlaşmaktadır. Termofiksaj kademesi ön terbiye işlemlerinden önce yapılırsa bu safsızlıklar termofiksaj sırasında erimekte ve plastik akışkanlık özelliği artan lifin içerisine nüfuz etmekte veya lif yüzeyinde fikse olmaktadır. Bu aşamadan sonra safsızlıkların uzaklaştırılması oldukça zordur. Dokumadan gelen kumaş çok temiz ise termofiksaj yıkamadan önce yapılabilir. Bu fiksaj kademesi; çözgülü örme materyaller, halat yıkamada termofiksajdan önce örgü yapısı bozulabilen ve ilmek kayması olan materyaller için uygundur. Ayrıca düşük sıcaklıklarda bile kırık oluşmasına eğilimli polyester materyallerin halat yıkamasından önce uygulanabilir. 

Boyamadan önce fiksaj (yıkama-termofiksaj-boyama): Termofiksaj, genellikle boyamadan önce, fakat lifteki safsızlıkları fikse etmemek için yıkamadan sonra yapılır. Bu tüm materyaller için en emin, en uygun yoldur. Boyamadan önce termofiksajın avantajı, materyalin boyanması esnasında meydana gelebilecek kırışıklıkların önlenmesidir. Termofiksaj boya alımını etkilediği için değişik ısıl işlem görmüş kumaşlar farklı tonlarda boyanır. Isıl işlemden kaynaklanan bu boyama farklılıkları kesikli yöntemlerle boyamada, sürekli yöntemlerle boyamaya göre daha fazladır. Bu sıranın dezavantajı ise termofikse kademesinin ortada oluşu nedeniyle kumaşın iki kez kurutulması gereğidir. 

Boyamadan sonra fiksaj (yıkama-boyama-termofikse): Boyamadan sonra termofiksaj, boyama sırasında oluşan kırışıklıkları giderir ve materyalin istenilen ende stabilitesini sağlar. Boyama sonrası termofiksajın dezavantajı ise termal migrasyonla lif içerisindeki boyanın yüzeye taşınması ve böylece boyamanın yaş haslığının düşmesidir. 

Fiksaj İşleminin Yapılışı 

Sentetik mamullere fiksaj işlemi iplik ve kumaş hâlinde yapılır. 

Fikse işlemi: Sıcak hava ile fiksaj (termofikse): Bu işlem genellikle ramözde, sıcak hava altında kumaşın gerdirilerek fikse edilme işlemidir. İşlem süresi materyale bağlı olarak 10 saniye ile 3 dakika arasında değişir. 

Sıcak su ile fiksaj (Hidrofikse): Kumaşlar, levent üzerine sarılarak; iplikler, bobin hâlinde basınçlı aparatlarda sıcak su verilerek fikse olur. 

Sıcak buhar ile fiksaj: Kumaşlar, levent üzerine sarılarak; iplikler, bobin hâlinde basınçlı aparatlarda buhar verilerek fikse olur. 

Kuru Isı Fiksajı, Termofiksaj 

Tekstil lifleri, üretim aşamalarından geçerken ve kullanılırken yüksek ısılarla karşılaşabilir. Özellikle sentetik liflerde bu ısı problem oluşturur ve termofiksaj işlemi yapılmadıysa tekstil mamulünün yapısının ve özelliklerinin bozulmasına yol açabilir. İşte bu yüzden sentetik liflere veya bu liflerden yapılmış materyallere termofiksaj işlemi uygulanır. Bütün sentetik lifler, uzun zincir moleküllerden oluşur. Eğrilme işleminden sonra bu zincir moleküller gelişigüzel yayılmışlardır. Ancak daha sonra orijinal uzunluklarının birkaç katı kadar çekime uğrar ve sonunda uzun moleküller oryante olur ve lif eksenine paralel olarak uzanır. Lif cinsine bağlı olarak lif içerisindeki bu zincirler farklı kuvvetlerle birbirlerine bağlanmıştır. Örneğin, polyesterde zincir moleküller van der waals kuvvetleriyle birbirlerine bağlı iken naylonda bu kuvvetler H-bağlarıdır. Önemli nokta; bu kuvvetlerin molekül zincirlerini, çok kısa mesafede bir arada tutmasıdır. Ancak paralelleştirme (çekim) işleminden sonra bu bağlar kuvvetlenir. Dolayısıyla lifler sertleşir ve çekmede uzaması azalır. Germe-çekme işleminden önce de sonra da bu bağlar, zincirler üzerinde mevcuttur. Ancak kuvvet ve baskı altındadır. Eğer life ısı şeklinde bir enerji uygulanırsa lif içerisindeki zincirler hareket etmeye başlar ve bu enerji yeteri kadar olursa zincirler arasındaki kuvvet ve baskı altındaki bağlar kopar. Yeterli derecede ısı enerjisi uygulandığında bu bağların hepsi kopar ve lif erir. İşte bu ısı enerjisi minimum enerji durumuna eriştiğinde durdurulursa yani lifler soğutulursa zincirler arasındaki bağlar en kısa yoldan yeniden bağlanır. Dolayısıyla lif bu tespit ısısına kadar ısıya maruz kaldığında durumunda herhangi bir değişiklik (çekme vb.) olmaz. Bundan dolayı termofiksaj aşağıdaki gibi yapılır: 

Lif istenilen sıcaklığa kadar ısıtılır. 

Lif çekme meydana gelmeyecek şekilde sabit tutulur. 

Seri bir şekilde soğutma yapılmalıdır. 

Termofiksaj işleminden sonra sentetik liflerin yapısında, termoset oldukları sıcaklıklara kadar bir bozulma olmaz, bu sıcaklıklara kadar rahatlıkla çalışılabilir. 

Fiksaj ile Sağlanan Özellikler 

Fikse edilmiş kumaşa aynı zamanda buruşmazlık özelliği de kazandırılmış olur. Liflerin buruşma eğilimi azalır. Isı fiksajı, polyester mamullerin boyama sırasında ence ve boyca stabil kalmasını sağlar. Fikse edilmiş mamule halat hâlinde de terbiye işlemleri yapılabilir. Termofiksaj, mamulün boya alımını etkiler. Fiksaj sıcaklığının artırılması ile boyanabilirlik önce azalır, sonra 200 C civarında tekrar artar. Termofiksaj sonrası elyafın tutumu sertleşir, elastikiyeti azalır. Sentetik mamullere kazandırılacak özellikler fiksaj türüne bağlıdır. En yaygın fiksaj metodu kuru sıcak hava ile yapılan fiksajdır. Termofiksaj olmuş mamulde pillingleşme azalır. Avanslı olarak yapılan termofiksaj işleminde sıcaklık artırıldıkça mamulün tutumu sertleşir. Tekstüre ipliklere düşük sıcaklıklarda fiksaj işlemi yapılmalıdır. 

Fiksaj Sonuçlarını Etkileyen Faktörler 

Termofiksaj Sıcaklığı: Sıcaklığın mamuldeki etkisi, kontrol altına alınmış liflerdeki iç gerilimleri serbest hâle getirmesidir. Sıcaklığın etkisi ile lifteki kristalitler eriyerek yeniden oluşur. Termofiksaj sıcaklığı mamulün daha önce gördüğü termofiksaj sıcaklığına göre belirlenmelidir. 

Isıtma Hızı: Mamulün cinsine ve metre/tül ağırlığına göre belirlenir. Delikli tamburlu kurutucularda ve ramözlerde hızlı, hot-fluelarda ise yavaş ısıtma yapılmaktadır. 

Termofiksaj Sıcaklığında Kalış Süresi: Kumaşın ısınması için geçen süre ile termofiksaj sıcaklığındaki bekleme sürelerinin toplamı olmaktadır. Termofiksaj sıcaklığına kadar geçen sürenin belirlenmesinde yine önemli iki faktör, termofiksajın yapıldığı makinenin tipi ve kumaşın metre/tül ağırlığıdır. 

Gerilim: Termofiksaj işlemi sırasında gerilim arttıkça liflerin kopma dayanımları artar, camlaşma noktaları yükselir. Termofiksaj gerilimi, mamulün daha önceden gördüğü termofikse işlemi sırasındaki gerilim miktarı tespit edilerek saptanır. 

Soğutma Hızı: Soğutma işlemi yavaş yavaş yapılmalıdır. Bu sayede liflerde küçük kristalitler oluşur. Bunlar birleşip büyük kristalitler oluşturarak iç gerilimleri azaltır. Böylece mamulün hareket kabiliyeti kısıtlanacağından mamul sonraki terbiye işlemlerinde çekmez, deforme olmaz. 

Termofiksaj İşleminin Yapılışı 

Termofiksaj, sentetik elyaf ve bunların karışımlarından oluşan kumaşlardaki çekme eğilimini azaltmak ve liflerdeki iç gerilimleri yok etmek amacıyla sıcak kuru hava ile yapılan bir işlemdir. Fiksaj işleminde, moleküller arası bağları çözmeye ve yeniden yönlendirmeye yetecek kadar ısı enerjisi verilmelidir. Termofiksaj sentetik mamullerdeki iç gerilim durumlarının değiştirilmesi esasına dayanmaktadır. Termofikse işlemi sırasında, kristalin bölgeler birleşerek daha büyük kristalitler oluşturur. Amorf bölgelerin miktarı azalır. Böylece makro moleküller daha sıkı bir yapıya sahip olduklarından hareket kabiliyetleri azalmakta ve boyar madde alımı zorlaşmaktadır. Fakat belli bir sıcaklıktan sonra boyar madde alımı tekrar artmaktadır. 

Sentetik mamullere termofiksaj; Boyamadan önce, boyamadan sonra, boyamadan önce ve sonra olmak üzere her iki aşamada da yapılabilir. Termofiksaj sırasında polyester mamullerde oligomerler oluşabileceğinden ön yıkamadan önce termofiksaj yapılırsa yıkamada oligomerler uzaklaştırılmış olur. Fiksaj işlemi ısıtma ve soğutma olmak üzere iki kademeden oluşmaktadır. Burada önemli olan nokta, hem sıcaklık etkisinin hem de soğutma etkisinin şok tarzında çok hızlı yapılması gerekliliğidir. Soğutma işlemi mutlaka 50 C’nin altında yapılmalıdır. Termofikse sıcaklığı, her zaman bir sonraki sıcak işlem temperatüründen yüksek (örneğin 30-40 C) olmalıdır. 

Termofiksaj Makineleri:

Ramöz: Sentetik mamullerin termofiksajı, genellikle ramözde kuru sıcak hava ile yapılır. Dokuma ve örme mamullerin bu sayede enine ve boyuna ayarı da mümkün olur. Ramözde kumaşlara termofikse işlemi açık hâlde uygulanır. Ramözlerde sıcak hava akımı kumaşa alttan ve üstten dik olarak verilir. Ramözlerde ısı iletim (transfer) katsayısı (W/m² K) 175-325’dir. Kumaşın ısınma süresi ise 5-20 saniye kadardır. 

Hot-flue Termofiksaj Makineleri: Hot-flue makinelerde sentetik mamullerin fiksajı açık hâlde (açık en kumaş) uygulanır. Hot-flue polyesterin termofiksajı için en uygun makinelerden biridir. Hot-flue makinelerde sıcak hava akımı kumaş yüzeyine paralel olarak gönderilmektedir. Bu makinelerde ısı transfer katsayısı 35-58’dir. Diğer termofiksaj makineleri arasında ısı iletim katsayısı en düşük olanıdır. Kumaşın ısınma süresi 30-60 saniyedir. 

Delikli Tamburlu Termofiksaj Makineleri: Delikli tamburlu termofiksaj makinelerinde termofikse işlemi sıcak havanın mamulün içerisinden emilerek geçirilmesiyle yapılır. Delikli tamburlu fiksaj makinelerinde sıcak hava tekstil mamulünün içinden emilerek geçtiği için etkili kumaş yüzeyi iyice artmakta hava sınır tabakası kalınlığı iyice küçülmektedir. Bu makinelerde ısı iletim kat sayısı en yüksek değerdedir (290-470). Kumaşın ısınma süresi 2-8 saniyedir. 

Kontakt (silindirli, barabanlı) Termofiksaj Makineleri: Kontakt (değmeli) fiksaj, sentetik mamullerin sıcak metal silindirlerin yüzeyine doğrudan değmesi ile yapılan termofiksajdır. Fiksaj efekti iyi sonuç verir. Ancak mamul biraz incelir, sertleşir ve parlaklaşır. Kontakt termofiksaj makinelerinde ısı iletimi değme (kontakt) suretiyle olmaktadır. Kumaş sıcak silindir yüzeyine değerek doğrudan temas ettiği için ısı iletim katsayısı oldukça yüksektir (230-290). Bu makinelerde kumaşın ısınma süresi 3-12 saniyedir. 

İplik Termofiksaj Makineleri (otoklav): İplik hâlinde termofiksaj işlemi: polyester dikiş ipliklerine uygulanır. Bunun amacı, dikiş ipliklerinin ileride göreceği terbiye işlemlerinde çekme yapmasını önlemektir. Dikiş ipliklerinin fiksaj işlemi sarılı durumda otoklavlarda yapılmaktadır. 

Örme Kumaşların Fiksaj İşlemleri 

Örme mamullere termofikse işlemi hem boyamadan önce (ön fiksaj) hem de boyamadan sonra uygulanabilir. Fiksajın hangi aşamada uygulanacağı, örme mamulün yapısına bağlıdır. Örgü mamullerde fiksajın amacı: materyale boyut stabilitesi kazandırmak, kenar kıvrımlarını azaltmak, sonraki ağartma ve boyama işlemlerinde kırışma tehlikesini azaltmak, olası kumaş deformasyonunu önlemektir. Yuvarlak örme kumaşlar, genellikle açık ende fikse edilmektedir. Fiksaj işleminde doymuş buhar veya sıcak hava kullanılmaktadır. Açık ende örme kumaşların fiksaj işlemleri ramözlerde yapılır. Kumaş ramözde enine gergin olarak fikse edilmektedir. Örme kumaşların fiksaj işlemi delikli tamburlu kurutma makinelerinde de yapılabilir. Bu makinelerde, kumaş gerdirme zincirleri yardımı ile tamburlar üzerine sevk edilebilmektedir. Örme kumaşlar hortum şeklinde kapalı hâlde de fikse edilebilmektedir. Bu işlem için kumaşlar önce üst üste sarılır. Sonra sarılı durumda otoklavda buharla veya HT-Levent boyama makinelerinde sıcak su ile muamele edilerek fikse edilir. 

Sentetik Karışımlı Kumaşların Fikse İşlemleri 

Sentetik karışımlı kumaşlarda fikse işlemi, ancak sentetik elyaf miktarının daha fazla olduğu durumlarda uygulanmaktadır. Fikse işleminde, karışımı oluşturan diğer elyafların yapı ve özellikleri de göz önünde bulundurulmalıdır. Sentetik karışımlı kumaşların fiksaj koşulları, lif karışımı, fiksaj sıcaklığı ve uygulanan sıcak hava süresi olmak üzere, 

PES/Yün: 180-200 derecede, 10-20 saniye, 

PES/Selüloz: 190-210 derecede, 10-20 saniye, 

PES/PA 6: 192-195 derecede, 20 saniye, 

PES/PA 6,6: 210 derecede, 20 saniye, 

PES/PAC: 190-200 derecede, 60 saniye, 

PES/Triasetat: 200 derecede, 30 saniye. 

Fiksaj İşleminde Dikkat Edilecek Önemli Noktalar 

Sentetik bir mamulün ön terbiyede hangi aşamada fiksaj işlemi yapılacağı kumaşın yapısına bağlıdır. Örneğin, haşılı sökülmeden mamul fikse edilirse haşıl artıklarını kumaştan uzaklaştırmak çok zorlaşır. Preperasyon ve avivaj maddeleri, fikse etkisiyle buharlaşarak fiksaj makinelerinin kirlenmesine sebep olur. Fiksaj işlemi kumaşlara açık en hâlde yapılmalıdır. Termofiksaj süresi ve sıcaklığı malzeme cinsine (iplik, tarama bandı, kumaş vb.) göre değişir. Ramöz makinesinin bütün kısımlarında termofiksajın aynı ölçülerde gerçekleşmesi gerekir. Fiksaj süresi fiksaj yapılacak makinenin cinsine (ramöz, hot-flue vb.) göre değişmektedir. Açık renk dispers boyar maddelerle boyanacak polyester mamullere boyama öncesi termofiksaj işlemi 190-200 C’de yapılmalıdır. Triko mamullerin fiksajında doymuş buhar kullanılırsa fiksaj sıcaklığı düşer ve mamulün tutumu güzelleşir. Fakat fiksaj süresi 5-10 dakikaya uzar. Termofiksaj işlemi mamulün her tarafına eşit miktarda uygulanmalıdır. Aksi takdirde boyama işlemlerinde düzgünsüzlüklere sebep olur. Örme ve dokuma sentetik kumaşların eni termofiksaj işlemi sırasında oluşabilecek çekmeler göz önünde bulundurularak hesaplandıktan sonra fiksaj işlemi uygulanmalıdır. Ön yıkamadan sonra yapılacak fiksaj işlemlerinde önce kumaş düzgün bir şekilde kurutulmalı daha sonra fiksaj işlemi yapılmalıdır. Termofikse işlemi sırasında makinenin çıkış kısmında mamul doklara düzgün bir gerilimle sarılmalıdır, içerisinde hava boşluğu olmamalıdır. Fiksaj işlemi mamulün boyanabilirliğini etkilemeyecek şekilde yapılmalıdır. Yaş mamullerin aynı anda kurutulması ve termofikse edilmesi sırasında kurutma hızının ve sıcaklığının eşit olmasına dikkat edilmelidir.