İplikte Mukavemet Kavramı, Mukavemetin Ölçülmesi

Mukavim olan iplik daha güçlü ipliktir. 

Mukavemet, ipliğin uygulanan yüke gösterdiği dirençtir; mukavemet, koparılmaya karşı gösterilen tepkidir. Mukavemetin yüksek olması iplik kopuşunu ve makine duruşlarını azaltarak verimliliğin artmasını sağlar. İplik mukavemetini etkileyen en önemli faktör hammaddedir. Hammaddenin cinsi elyaf uzunluğu, elyaf inceliği (micronaire), elyaf uzunluk dağılımı (uniformity) ve elyaf mukavemeti iplik mukavemetine etki eden en önemli faktörlerdir. Bükümün arttırılması belli bir noktaya kadar iplik mukavemetini de artırır. 

İplik mukavemetinin ölçümünde çeşitli laboratuvar cihazları ve mukavemet birimleri kullanılmaktadır. Dolayısıyla ipliğin mukavemeti bildirilirken, hangi test cihazıyla ölçüm yapıldığı ve mukavemet birimi mutlaka belirtilmelidir. Son yıllarda mukavemetin bir ölçütü olarak kopma kilometresi (RKM - Reisskilometer - Breaking kilometer) kavramı yaygın olarak kullanılmaktadır. Burada ifade edilmeye çalışılan ipliğin kendi ağırlığı ile koptuğu uzunluktur. Yani 17 RKM mukavemet değerine sahip iplikten söz edildiğinde bu ipliğin 17 km.’sinin ağırlığının ipliği kopma noktasına getireceği anlaşılır. 

İplikte Mukavemetin Ölçülmesi 

Tekstilde iplik hakkındaki değerlendirmeler görünüş ve mukavemete göre yapılır. Görünüş öznel bir ifade olduğu için, kontrol edilebilecek özellik olan iplik mukavemeti daha fazla önem kazanmaktadır. 

İplik mukavemeti, elyafın mukavemetine, stapel elyaf ise stapel uzunluğuna, elyaf inceliğine, doğal elyaf ise yetiştiği şartlara, büküm miktarına, düzgünsüzlüğüne vb. gibi pek çok etkene bağlı olarak farklılık gösterir. Fakat bir ipliğin mukavemeti, hiçbir zaman kendini oluşturan tek liflerin mukavemet toplamına eşit değildir. Liflerin birbiri üzerinden kayması ve kolaylıkla sıyrılması iplik mukavemetinin düşmesine neden olur. Bundan dolayı bir ipliğin mukavemeti kendini oluşturan liflerin teker teker olan mukavemet toplamının 1/4'ü kadardır. Aynı zamanda ortam şartları; nem miktarı ve ortam sıcaklık mukavemete etki etmektedir, iplikte kopma mukavemeti, uzama oranı ve kopma uzunluğunun tayini TS 245 EN ISO 2062 standardına göre yapılır. Deney TS 240 EN 20139'da belirtilen standart atmosfer şartlarında (20 ± 2 °C sıcaklık, % 65 ± 2 nisbi nem) yapılır. Deney için her bobin ve masuradan en az 10 ölçüm yapılması istenir ve bir partiden en az 5 farklı numune seçilmesi kabul edilir. Ayrıca numuneler deneyden önce standart atmosfer şartlarında ( 20 ± 2 °C sıcaklık ve % 65 ± 2 izafi rutubette ) 24 saat kondisyonlanmalıdır. Böylece deney yapılırken numunelerin ortam şartlarından etkilenmesi önlenir. 

Burada bazı tarifler yapma gereği vardır: 

Mukavemet değeri: Kopma ile sonuçlanan bir çekme deneyinde, deney numunesine uygulanan en büyük kuvvettir iplik için genellikle cN/cm² ile ifade edilir. Bu tanımdan da görülebileceği gibi, aynı mukavemet değerine sahip, fakat kalınlıkları farklı ipliklerde karşılaştırma yapma zorunluluğu bulunduğundan ve pratikte inceliği tayin etmek güç olduğundan sağlamlık terimi kullanılmaktadır. 

Sağlamlık (öz kopma mukavemeti): Kopmadaki kütle gerilmesi olarak tanımlanabilir. Deney numunesine ait kopma mukavemeti ile doğrusal yoğunluğun birbirine oranıdır.  Genellikle cN/tex olarak ifade edilir ve kopma mukavemeti yerine kullanılır. 

Elastikiyet: İpliğin bir kuvvet tatbiki ile uzamasından sonra kuvvetin kaldırılması ile ilk uzunluğuna dönebilme kabiliyetidir. 

Kopma uzaması: Kopma mukavemetine ulaşıldığı anda numunenin uzunluğundaki artıştır. Numunenin başlangıçtaki anma uzunluğunun yüzdesi olarak ifade edilir. 

% Uzama = (Uzama miktarı/Başlangıç uzunluğu)x100 formülü ile hesaplanır. 

Kopma uzunluğu: Kopma uzunluğu numunenin düşey olarak asıldığı zaman kendi ağırlığı ile koptuğu uzunluktur. Şüphesiz ki bu değer kısa uzunluklar üzerinde yapılan muayene sonuçlarıyla hesaplanır. Mukavemetin kopma uzunluğu olarak ifadesi farklı lif yapılarının mukavemetlerini karşılaştırmak için yararlıdır. Kopma uzunluğunun birimi kilometredir ve genel olarak Rkm (Reisskilometer) sembolü ile gösterilmektedir. 

RKM = (gf x Ne x 1,693)/1000 formülü ile hesaplanır. 

Prensip: İplik numuneleri, uygun bir çekme cihazı ile kopuncaya kadar uzatılır. Kopma mukavemeti ile kopma uzaması kaydedilir. Genellikle deney numunesini bir dakika içerisinde anma uzunluğunun bir katına kadar uzatan sabit bir çekim hızı kullanılmakla birlikte, otomatik tip çekme cihazlarında önceden belirlemek kaydıyla daha yüksek çekme hızları da kullanılabilir. Ölçme uzunluğu; 500 mm/dakikalık hareket hızı için 500 mm, 250 mm/dakikalık hareket hızı için 250 mm olmalıdır. Numunenin boyutları test sonucuna etki etmektedir. Uzun numunenin mukavemeti, kısa numuneye göre düşük olur. Bu nedenle test uzunluğu sabit olmalıdır. İpliğin uzaması yalnız uygulanan kuvvete bağlı değil, aynı zamanda uygulama süresinin uzunluğuna da bağlıdır. Hızlı bir test, yavaş olana göre daha büyük bir kopma mukavemeti gösterir. 

Cihaz ve Malzemeler 

Numune Uzama Hızı Sabit Çekme Cihazı (CRE): Deney numunesinin bir ucunun hareketsiz, diğer ucunun ise sabit hızla hareket eden bir çene ile tutulduğu çekme cihazıdır. Cihaz, deneye tabi tutulan numunenin kopma mukavemetini ve kopma uzamasını tespit edecek ve kaydedecek bir ölçme tertibatı ile teçhiz edilmiş olmalıdır. 

a) Çekme cihazının hareketli çeneleri arasındaki mesafe, ölçme uzunluğu (500 ± 2) mm veya (250 ± 1) mm'ye ya da her ikisi birden ayarlanabilir olmalıdır. 

b) Çekme cihazının birim zamanda numune uzama hızı: % 2 hassasiyetle 500 mm/dakika veya 250 mm/dakika olmalıdır. Cihazın göstergesi, kuvvet miktarını gösterebilmelidir. Otomatik çekme cihazlarında istendiğinde daha yüksek hızlarda deney yapılabilir. 

c) Çekme cihazının çeneleri düzgün, pürüzsüz görünür bir kayma veya tahribat yapmaksızın numuneyi tutabilecek durumda olmalıdır. Düzgün ağızlı çenelerin yerine, önceden belirlemek kaydıyla, izli çeneler veya başka tip çeneler kullanılabilir. Kullanılan çene tipi deney sonucunu etkileyebileceğinden,  her partiye uygulanan deneylerin aynı tip çene kullanılmak suretiyle gerçekleştirilmelidir. 

d) Çekme cihazı, deney numunesine uygulanan kuvvet ile buna bağlı uzamayı sürekli olarak gösterebilecek veya kayıt edebilecek yeterince hassas bir ölçüm mekanizmasına sahip olmalıdır. 

e) Çekme cihazı ile uygulanan ön gerilme kuvveti, ongenime kütleleri ya da kuvvet ölçüm tertibatı vasıtasıyla ayarlanabilir olmalıdır. 

Deney numunesi çeneler arasına yerleştirilir ve ön gerilim uygulanır. Uygulanacak ön gerilim kondisyonlanmış numuneler için (0.5 ± 0.1) cN/tex, ıslatılmış numuneler için (0.25 ± 0.05) cN/tex olmalıdır. Tekstüre ipliklerde, uygulanan ongenime bükümleri gidermeli ancak ipliğin esnetmemelidir. Deneyde Kopma altında göstergelerin durduğu noktalar kopma mukavemeti ile uzama oranını gösterir. Ancak çenelere 5 mm'den daha yakın yerden olan kopmalar göz önüne alınmaz ve deney tekrarlanır.