Tekstilde Kurutma İşlemi ve Kurutma Makineleri

Santrifüj makinesi. 

Kurutma Nedir 
Tekstil mamulleri, yaş terbiye işlemleri veya yıkamalar sonrasında kurutma işlemine alınır. Kurutma, yaş terbiye işlemleri ve yıkamalar sonrasında mamulün üzerinde bulunan suyun uzaklaştırılmasıdır. Kumaş üzerindeki suyu uzaklaştırmak; alınan flottenin en aza indirilmesi ve ısıl işlem ile alınan flottenin mamul içinde fikse edilerek işlemin tamamlanması amacıyla yapılır. 

Tekstilde herhangi bir yaş işlem sonucu nem içeren bir ürünün kurutulması, üründen nemin alınış şekline göre ön kurutma ve esas kurutma biçiminde yapılabilmektedir. Genel olarak mekanik yöntemlerle ön kurutması yapılmış tekstil ürünleri, higroskobik nemi korunarak istenilen nem değerine kadar esas kurutma ile kurutulmaktadırlar. Esas kurutma, ısı transferi oluş biçimine göre taşınımla (konveksiyon), iletimle (kondüksiyon), ışınımla (radyasyon) ve yüksek frekansla kurutma olmak üzere başlıca dört farklı biçimde gerçekleştirilmektedir. 

Kurutma Çeşitleri 

Tekstil mamulü tarafından tutulan suyun ısı yardımıyla uzaklaştırılması pahalı bir işlemdir. Bu nedenle suyun mümkün olan kısmı mekanik yolla uzaklaştırılmalıdır. Böylece pahalı bir adım olan kurutma daha ekonomik olarak yapılabilmektedir. Tekstil materyali üzerindeki suyun hangi durumlarda bulunduğunun bilinmesi en verimli kurutma yönteminin uygulanması açısından oldukça önemlidir. Su, tekstil mamulü üzerinde şu şekillerde bulunur: 

Damlayan su: Liflerle bağ yapmayan ve kendi ağırlığı ile aşağıya doğru akan sudur. Tamamı mekanik yollarla kolaylıkla uzaklaştırılır. 

Yüzey suyu: İpliklerin yüzeyine adhezyon kuvvetleriyle bağlanan sudur. Mekanik yollarla uzaklaştırılabilir. 

Kapilar suyu: İplikleri oluşturan liflerin yüzeyine adhezyon kuvvetleriyle bağlanan sudur. Ancak bir kısmı mekanik yollarla uzaklaştırılabilir. 

Şişme suyu: Lif moleküllerine dipol kuvvetleriyle bağlanan sudur. Lif kesitinin şişmesine yol açar. Ancak ısı enerjisi kullanılarak uygulanan kurutma yöntemleri yardımıyla uzaklaştırılabilir. 

Higroskopik nem, kristal suyu: Normal şartlarda kuru bir tekstil mamulünde bulunması gereken sudur. İyi yapılmış bir kurutma sonunda bu suyun liflerde kalması gerekir. Aksi takdirde mamulün tutumu bozulur. Bir kere uzaklaştırıldığında aynı miktarda tekrar alınması olanaksızdır. 

Ön Kurutma Nedir 

Mamuldeki mekanik yollarla uzaklaştırılabilecek olan suyun daha az enerji harcanarak uzaklaştırılması işlemine ön kurutma denir. Kurutma işleminden tasarruf edebilmek için; mamule daha az flotte aldırarak çalışmak ve daha etkili bir ön kurutma yöntemi uygulamak gerekir. Ön kurutma üç şekilde yapılmaktadır: sıkma, santrifüjleme ve emme ile uzaklaştırma. Sıkma, yaş tekstil mamulünün belirli bir basınç altında kendi ekseni etrafında belirli bir hızla dönen merdaneler arasından geçirilmesiyle yapılır. Günümüzde en çok uygulanan ön kurutma yöntemidir. Sıkma merdanelerindeki en önemli konu sıkma verimliliğidir. Sıkma sonucu kumaş üzerinde kalan suyun miktarını belirleyen faktörler: 

Kumaşa uygulanan basınç: Merdanelerin uç kısımlarına uygulanan toplam yükün merdane uzunluğuna bölünmesi ile ifade edilir (kg/cm). Basıncın artışı mamul üzerinde kalan suyun azalmasını sağlar. 

Merdane yüzeyinin sertliği: Dokuma kumaşlar için genellikle sert merdane tercih edilir. Böylece basınç sonucu kumaş daha az deformasyona uğrar. Daha yüksek basınç uygulanabilir. Dolayısıyla mamul üzerinde daha az su kalır. 

Mamuldeki suyun ısısı: Mamul üzerine alınan su miktarı sıcaklığın artması ile azalır. 

Kumaş geçiş hızı: Merdaneler arasından geçiş hızı, suyun uzaklaştırılma değerleri üzerinde oldukça az rol oynamaktadır. 

Merdane çapı: Bu faktör de suyun uzaklaştırılmasında çok az etkilidir. Küçük çaplı merdaneler daha az temas alanına sahip olduğundan daha yüksek basınç oluşturur. Sıkma merdanelerinin en bilineni, fulard merdaneleridir. Genellikle açık en çalışan ön terbiye ve yıkama makinelerinde kamaralar arasında sıkma merdaneleri mevcuttur. Amaç, flottenin diğer tekneye taşımasını önlemektir. Su kalandırı olarak adlandırılan sıkma makineleri, iki veya daha fazla sıkma silindirinden oluşur. Kumaş, enine açık ve gergin durumda geçtiğinden kırışıklık tehlikesi yoktur ve düzgün bir sıkma etkisi elde edilir. Normal su kalandırlarında merdanelerden biri paslanmaz çelikten yapılırken diğeri; üzeri pamuk, jüt veya sentetik bir maddeyle kaplı demirden yapılmaktadır. Yani ikinci merdane, belirli bir esnekliğe sahiptir. Elastik merdanenin çapı, çelik merdanenin iki katı kadardır. Yünlülerde ise her iki merdanenin de üzeri lastik kaplı olmalıdır. Halat sıkma merdaneleri, kırışıklık tehlikesi olmayan mamullerin sıkılmasında kullanılır. Sıkma etkisi mamulün her yerinde eşit değildir. Su kalandırlarına oranla sıkma basıncı daha düşüktür. Balon sıkma, yuvarlak örgü mamullerin ön kurutması için geliştirilmiş makinelerdir. Tüp hâlindeki kumaşların üzerindeki suyu en aza indirmek amacıyla kullanılır. Açık en çalışan sıkma makinelerinin kullanılamama nedenleri; Örgü mamuller germeye karşı hassastır. Enine açık kurutmalarda kenar marullaşması söz konusudur. Açık en sıkmalarda kenar ezilmesi sonucu kırık izi kalma tehlikesi vardır. Balon sıkmanın amacı, Kumaş üzerindeki fazla suyu uzaklaştırmaktır. Tüp formundaki halat hâlde işlem gören kumaşı açmaktır. Kumaşa hava vererek şişirip kat izlerini ortadan kaldırmaktır. 

Santrifüjleme, yaş tekstil mamulündeki yüzey suyu ve kapilar suyunun merkezkaç kuvvetler yardımıyla uzaklaştırılmasıdır. Sıkma yönteminden daha etkili bir kurutma sağlanır. Tekstil işletmelerinde kullanılan santrifüjlerin hızı, genellikle 500–1500 devir/dakika arasındadır. Suyu uzaklaştırma kapasitesi devir sayısıyla orantılı olarak değişir. Mamul üzerindeki su miktarını % 30 - % 60 kadar düşürebilir. Santrifüjlemenin avantajı; elyaf, iplik, kumaş, hazır giyim gibi her türlü tekstil mamulüne uygulanabilmesidir. Dezavantajı ise kesikli çalışma, kumaş halat halinde istiflendiğinden kırışıklık tehlikesi yaratmasıdır. Çalışma prensibi, yaş tekstil mamulünün delikli bir sepet içerisine yerleştirilmesi ve belli bir hızda döndürülerek merkezkaç kuvvetler yardımıyla üzerindeki fazla suyun uzaklaştırılması esasına dayanır. Delikli sepetler, paslanmaz çelikten yapılmıştır. Mamulün makineye düzgün yerleştirilmesi doldurma düzeneği ile sağlanır. Bu düzenek, halat hâlindeki kumaşın sabit bir hızla sabit ve düşük bir devirde döndürülen sepete yerleştirilmesini sağlar. Düzgün yerleştirme hızla dönen makinede tehlikeli titreşime neden olmama açısından önemlidir. Örme kumaşlarda santrifüj sonunda yaş açma işlemi yapılmalıdır. Bu işlem, sadece mamulü açarak düzeltmek, pastal oluşturmak amacıyla yapılmaz. Aynı zamanda enine açma ve boydan avanslı çalışarak ilmek deformasyonunu gidermeyi de amaçlar. Bobin santrifüj makinelerinde bobinler tabla üzerindeki öne arkaya hareketli çubuklara yerleştirilir. Tabla dolunca santrifüj makinesine oturtulur. Merkezkaç kuvvetin etkisiyle makine cidarlarına doğru yapışan bobinler ön kurutma sonucu yuvarlak hâlde kalmayıp oval hâlde çıkar. Emme ile uzaklaştırma, mamul üzerindeki suyun vakumla emilerek uzaklaştırılması ile gerçekleştirilen kurutma yöntemidir. Kırışıklık oluşma tehlikesi fazla olan ve basınçla sıkmaya karşı hassas olan mamullerde kullanılır. Çalışma prensibi, enine açık durumda makineden geçen tekstil mamulünün içerisinden vakumla havanın emilmesi ve emilen havanın mamul üzerindeki fazla suyu da beraberinde götürmesi esasına dayanır. Emme ile uzaklaştırma, en etkili ön kurutma yöntemi olmasına karşın vakum pompaları nedeniyle enerji sarfiyatı en çok olan makinedir. 

Ramöz (ram) Makinesi 

Isıyla Kurutma 

Mamul üzerindeki suyun ısı yardımıyla uzaklaştırılmasına kurutma veya esas kurutma denir. Kurutma işlemin en pahalı adımıdır. Yüksek temperatür gerektirir. Bu sırada ısı transferi meydana gelir. Isı transferi fiziksel olarak dört şekilde meydana gelebilir. Bu nedenle kurutma, dört prensibe göre uygulanabilmektedir; konveksiyon kurutma, kontakt kurutma, IR (kızıl ötesi ışınlarla) kurutma, ve yüksek frekansla (mikrodalgalarla) kurutma. 

Konveksiyon Kurutma 

Konveksiyon kurutma, sıcak kurutma gazının nemli tekstil mamullerine teması ile uygulanan bir kurutma yöntemidir. Bu kurutma sırasında iki taraflı bir ısı ve kütle transferi meydana gelmektedir. Sıcak kurutma gazından nemli tekstil mamulüne doğru ısı transferi gerçekleşmektedir. Nemli tekstil mamulünden kurutma gazına doğru da su buharı transferi gerçekleşmektedir. Isı ve su buharı değişimlerinin gerçekleşebilmesi için liflerin yüzeyindeki ince hava sınır tabakasının aşılması söz konusudur. Dolayısıyla bu sınır, tabaka ne kadar ince olursa bu değişim hızı, dolayısıyla kurutma hızı o kadar artar. Sıcak hava, kumaşa paralel olarak püskürtüldüğünde kumaşı yalayıp geçeceğinden sınır tabaka en kalın olmaktadır. Sıcak hava kumaşa alttan ve üstten dik olarak püskürtüldüğünde sınır tabaka kalınlığı azalmakta, sıcak hava kumaşın içerisinden geçirildiğinde ise en ince olmaktadır. Dolayısıyla bunların içinde en seri kurutma, sıcak havanın kumaşın içerisinden geçirildiği kurutucularda sağlanmaktadır. 

Bobin Kurutma Makinesi 

Ramözler (Gergefli Kurutma Makineleri) 

En pahalı kurutma makineleri olmalarına rağmen, kumaşın en ve boy ayarı sağlanabildiği için esas kurutmalarda en çok tercih edilen kurutma makinesi ramözlerdir. Ramözlerde kumaşın makine içerisinde hareketi, ramözün iki tarafındaki büyük baklalardan oluşan sonsuz zincirler yardımıyla sağlanmaktadır. Zincirin baklaları üzerinde iğneler veya mandallar bulunmaktadır. Kumaş, iki yanından bu iğnelere takılarak veya mandallar tarafından tutularak zincirle birlikte hareket etmektedir. Zincirler arasındaki aralığı, makinenin girişinden ilk kurutma bölmesine kadar olan kısımda fazlalaştırarak kumaşın enini açmak mümkündür. Bu aralığı gittikçe azaltarak kumaşın serbest şekilde geçerken enden çektirilmesi sağlanmaktadır. İğneli taşıyıcılı ramözlerde kumaşın boy ayarı da yapılabilmektedir. Eğer makineye kumaş, zincir hareket hızından daha yüksek bir hızla sevk edilirse zincirlere bol bir şekilde takılmakta ve kurutucudan geçerken çözgü yönünde çekerek boyu kısalmaktadır. Dolayısıyla böyle bir kumaştan dikilmiş ürünler kullanılırken yıkandıklarında fazla çekmemektedir. Eğer makineye kumaş, zincir hızından daha düşük bir hızla sevk edilirse zincirlere oldukça gergin bir şekilde takılmakta bu da çözgü yönünde uzamasına neden olmaktadır. Böyle bir kumaştan dikilmiş mamuller kullanım sırasında yıkayınca çok çekecektir. Ramözlerde sıcak kurutma gazı kumaşa düze denilen delikler veya yarıklardan dik olarak püskürtülmektedir. O nedenle kurutma hızı oldukça yüksektir. Ancak ramözler az kumaş aldıklarından geniş bir alana gereksinim duyulmakta ve yine de yüksek hızlarda çalışılamamaktadır. Bu nedenle özellikle ağır yünlü kumaşların kurutulması için çok katlı ramözler de imal edilmektedir. Çok katlı ramözlerde genellikle kumaşın girişi ve çıkışı aynı yönde olduğundan, bunları bir işçi rahatlıkla çalıştırabilmektedir. Hâlbuki tek katlı ramözlerin çalıştırılması için normal olarak ramöz girişinde ve çıkışında olmak üzere iki işçi gerekmektedir. Günümüzde girişe yerleştirilen verici yardımıyla kumaş çıkışı da girişteki işçi tarafından kontrol altına alınabilmektedir. Ramözlerin diğer avantajları da; önünde bulunan fulard yardımıyla buruşmazlık ve su iticilik gibi apre maddelerinin empregnasyonundan sonra kurutma ve kondenzasyon işlemlerinin yapılabilmesi, Sentetik kumaşların termofiksajının yapılabilmesi, Termosol metodunun (boyalı ve basılmış kumaşların ısı ile fiksaj) uygulanabilmesidir. 

Taşıma Bantlı ve Hava Yastıklı Kurutucular 

Taşıma bantlı kurutucularda kumaş, kurutucunun içerisinden sonsuz delikli bir bant üzerinde taşınarak geçirilmektedir. Kumaşı hareket ettirmek için enine ve boyuna çekmek gerekmediğinden gerilimsiz çalışan bir kurutucu tipidir. Ancak taşıma bandı üzerine serili durumda bulunan kumaş, yine de daha önceden oluşmuş iç gerilimlerinden kurtulma fırsatı bulamamaktadır. Eğer alt ve üst düzeler, tam birbirlerine karşı pozisyonda bulunmayıp kaymış vaziyette bulunurlarsa kumaş taşıma bandı üzerine serili durumda kalmayıp sinüs hareketleri yapacağından, iç gerilimlerinden kurtulması daha iyi olmaktadır. Hele özel düze konstrüksiyonlarıyla kumaşın taşıma bandından kalkarak yukarıda bir yerlere çarpması ve sonra banda geri düşmesi gibi yoğun bir hareketlilik, bir çeşit yoğurma etkisi sağlanabilirse bu kumaştan dikilmiş mamullerin kullanımları sırasında çekmeleri iyice azalmaktadır. Şu anda böyle özel titreşimli taşıma bantlı kurutucular, yuvarlak örgü kumaşların kurutulmasında en fazla kullanılan kurutucu tipini oluşturmaktadır. Tekstil mamulünün gerilimsiz geçebildiği diğer bir kurutucu da hava yastıklı kurutucudur. Kumaşa düze denilen delik veya yarıklardan dik olarak hava püskürtülmektedir. Hava yastıklı kurutucularda, tekstil mamulünün altında bir hava yastığı oluşmakta ve böylece mamulün hiçbir yere değmeden kurutucudan geçmesi sağlanmaktadır. Alt ve üst hava akımlarının mamulün tipine göre ayarlanmasındaki zorluklara karşılık, mamulün kurutucudan hiçbir yere değmeden geçme avantajı vardır. 

Hot-Flue 

Kumaşın hot-flue kurutma makinesinden geçişi rulolu teknelerdekine benzemektedir. Kurutucunun alt ve üst tarafında birer sıra sevk silindiri vardır ve kumaş bu sevk silindirleri üzerinden yukarıdan aşağıya doğru ve aşağıdan yukarıya doğru hareket ederek kurutucudan geçmektedir. Bu geçiş şekli nedeniyle hot-flue’ların kumaş alma kapasitesi yüksektir. Diğer taraftan ise hot-flue’larda sıcak hava kumaşa paralel olarak püskürtüldüğünden, kurutma hızı çok yavaştır. Hot-flue makinelerde en ve boy ayarının yapılamaması, hatta kumaşı hareket ettirmek için boyuna germenin söz konusu olması, hot-flue’ların en önemli sakıncalarıdır. 

Kontakt Kurutma 

Kontakt kurutmanın esası, yaş tekstil mamulünün ısıtılmış silindirlere değerek geçirilmesi ve bu sırada suyun buharlaştırılarak uzaklaştırılmasıdır. Kontrakt kurutma için en fazla kullanılan kurutucu tipi silindirli (baraban kurutma makinesi) kurutuculardır. Bunlar, genellikle 570 mm çapında içi boş çelik silindirlerden oluşmaktadır. Silindirler üst üste, yan yana veya eğik pozisyonda yerleştirilebilmektedir. Yaygın olan silindirlerin üst üste yerleştirildiği kurutucular dik silindirli kurutuculardır. 

Baraban Kurutucu. 

IR (Kızıl Ötesi) Işınlarıyla Kurutma 

Işınlama yoluyla kurutmanın esasını, ısının, elektromanyetik dalgalar hâlinde daha sıcak olan maddeden daha soğuk olan maddeye doğru transferi oluşturmaktadır. Gözün görebileceği dalga boyundan daha uzun olan ışınlara IR yani enfraruj ışınları denir. IR ışınlarının mamul tarafından absorblanması sırasında ısı transferi gerçekleşir. Bu özellik nedeniyle kurutmalarda IR ışınlarından yararlanılmaktadır. IR kurutmada, mamulün absorblama derecesine bağlı olarak verimlik artar. Bu nedenle tekstil mamullerinin açık veya koyu renkte boyanması, elyafın cinsi ve mamulün formu kurutmayı etkiler. Genellikle şok kurutma gerektiğinde kullanılan ön kurutma şeklidir. Bu nedenle pad-steam ve termosol yöntemlerinde migrasyonun önlenmesi amacıyla kullanılır. Özellikle mamul, hiçbir yere değmeden geçtiği için boyanmış mamullerin şok kurutması için uygun olmaktadır. 

Yüksek Frekanslı Kurutma 

Yüksek frekanslı alternatif akıma bağlı iki kondansatör levhası arasından geçen tekstil mamulü üzerindeki su moleküllerinin dipol oluşturması esasına dayanan bir kurutma yöntemidir. Bu kurutmanın en büyük avantajı; bobin, tops gibi malzemelerde bile içine işlemiş bir kurutmanın sağlanabilmesidir. 

Kurutma Çeşitlerine Uygun Çalışma 

Ön kurutmalarda mamul üzerindeki suyun uzaklaştırılabilecek en fazla miktarını uzaklaştırmak önemlidir. Fakat sıkma merdanelerinde kumaşın deformasyona uğramamasına dikkat edilmelidir. Özellikle halat sıkmalarda bu daha fazla ön plana çıkar. Santrifüjlemede genellikle havlu kumaşların ön kurutmasında önem kazanmıştır. Daha sonra hem havlarını kabartmak ve hacimli bir tutum kazandırmak hem de enden ve boydan çektirerek iç gerilimlerinden kurtarmak için turbang denilen kurutucudan geçirilir. Makine içindeki çırpıcılar nedeniyle kumaş dövülerek geçerken kumaşın havları kabarır. Dokuma kumaşlar için genellikle ön kurutma olarak sıkma tercih edilirken, örme kumaşlarda santrifüj ve balon sıkma kullanılmaktadır. Esas kurutma için en çok tercih edilen konveksiyon kurutmadır. Kontakt kurutma ekonomik olması nedeniyle ön terbiye sonrası kurutmalarında ve baskıdan sonraki kurutmalarda kullanım alanı bulmaktadır.