Optik teknolojilerin uygulanması ile tekstil temizleme çalışmaları

Abstract

Bu tez çalışmasında ns atım genişliğine sahip lazer ile temizleme çalışmaları sunulmuştur. Literatürde; tarihi eserlerin restorasyonunda, atımlı lazerlerin temizleme amacı ile kullanıldığı bilinmektedir. Bu çalışmanın amacı; tekstil üzerinde bulunan zorlu lekelerin temizlenmesinde, yıkama ve kuru temizleme yöntemlerine alternatif olabilecek lazer atımları ile temizleme yönteminin geliştirilmesidir. Çalışmalar esnasında, lazer parametrelerinin etkinliği incelenerek optimum temizleme aralığı tespit edilmiştir. Temizleme çalışmalarında; standart pamuklu kumaş üzerine sebum, karbon siyahı, kan, kakao ve şarap lekeleri ile standart olarak lekelendirilmiş standart leke şeritleri kullanılmıştır. Deneylerde 6 ns atım genişliğine, 1-30 Hz aralığında değişebilen atım tekrarlama frekansına sahip, 815 ve 127 mJ/cm2 aralığında enerji yoğunluğuna sahip bir Nd:YAG lazer ve lazerin 2. harmoniği kullanılmıştır. Temizleme işlemi yapılan tekstillerin beyazlama miktarlarına bakılmış ve tekstilde meydana gelen hasarlanmalar incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda; lazer ile tekstil temizlemede kullanılan lazer parametrelerinin (atım enerji yoğunluğu, tekrarlama frekansı, atım sayısı ve dalgaboyu) temizleme üzerinde etkili olduğu görülmüştür. 1064 nm dalga boyunda karbon siyahı ve sebum lekeleri üzerinde ve 532 nm dalgaboyunda ise sebum, karbon siyahı ve şarap lekeleri üzerinde temizleme elde edilmiştir. Leke tipleri üzerinden genelleme yapmak gerekirse, yağ bazlı ve partiküler lekeler üzerinde ns atımlara sahip lazer etkili iken enzimatik lekeler üzerinde etkisiz olduğu görülmüştür. Ağartılabilir lekeler üzerinde ise sadece 532 nm dalgaboyunda temizleme sağlanabilmiştir. Temizleme sonrasında elde edilen sonuç, etkinliği bilinen bir tekstil temizleme aracı olan çamaşır makinesi (deklarasyon programından elde edilen beyazlatma performansı) ile kıyaslanmıştır. Yapılan karşılaştırma sonucunda lazer ile temizleme performansı, karbon siyahı ve sebum lekeleri üzerinde çamaşır makinesine oranla daha etkili sonuç verirken, şarap lekesi üzerinde çamaşır makinesi yıkama performansının altında sonuç vermiştir.In this thesis study, a laser cleaning by using laser with ns pulse width is presented. Laser cleaning techniques are used in many fields and they provide effective solutions to prevent damage caused by the existing cleaning techniques. In the literature; we can see that pulsed lasers were used for cleaning in the restoration of historical monuments. The aim of this study is to improve the pulsed laser cleaning technique which is an alternative for tough stains for washing and dry cleaning. In this way, it is aimed to prevent the use of chemicals that pollute the environment and the consumption of the water that is very valuable today. During the experiments, the efficiency of laser parameters is examined to find out the optimum cleaning interval For cleaning experiments; standard stain strip which has sebum, carbon black, blood, cocoa and wine stains on a standard cotton fabric were used. Also; Nd: YAG laser with a pulse width of 6 ns, a pulse repetition frequency varying between 1-30 Hz, the energy density in the range of 815 and 127 mJ / cm2 and its 2nd harmonic were used. The bleaching amounts and the damages of the textiles were examined. It has been understood that laser parameters (pulse energy density, repetition frequency, number of pulses and wavelength) have a significant effect on textile cleaning. Cleaning was achieved on carbon black and sebum stains at 1064 nm wavelength and on sebum, carbon black and wine stains at 532 nm wavelength. To give a general fact for the stain types, it has been found that the laser with ns pulses is effective on oil-based and particulate stains while it is ineffective on enzymatic stains. On bleachable stains, the cleaning is achieved only in 532 nm wavelength. The tristimulus Y values, a measure of bleaching, obtained after cleaning and they were compared with, a known textile cleaning tool, washing machine (bleaching performance obtained from the declaration program). As a result, laser cleaning performance was found to be more effective on carbon black and sebum stains compared to the washing machine, but it has less efficiency than the washing machine performance on wine stains.