Halı üretiminde elyaf boyama prosesinin deneysel tasarım metoduyla iyileştirilmesi
Improvement dyeing process at carpet production by design of experiment
Yazar: DENİZ YAZICI
Danışman: DOÇ. DR. MİTHAT ZEYDAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: Yapay sinir ağları = Artificial neural networks

Özet:
Bu çalışmada, boyama işlemindeki proses şartlarının iyileştirilmesiyle, istenilen (en uygun) renk şiddetinin, maksimum lif mukavemetinin ve minimum boya banyosundaki boyarmadde miktarının elde edilmesiyle ürünün (akrilik elyafı) geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Seçilen lif, halı üretiminde kullanılan kesikli akrilik elyafı ve boyama işleminde kullanılan boyarmadde ise bazik (katyonik) boyarmaddedir. Deneylerde boyama üzerinde etkisi bulunan boyama sıcaklığı, boyama süresi, yumuşatıcı, anti-statik, malzeme miktarı, pH, retarder ve dispergatör parametreleri kontrol faktörleri olarak seçilmiştir. Parametre tasarımı için kullanılan Taguchi metodu ortogonal matrisinde belirlenen deneylerin yönetiminde ve varyans analizi optimum proses şartlarını, önemli faktörleri ve katılım yüzdesinin belirlenmesinde kullanılmıştır.Optimum boyama prosesi parametreleri, hibrit Gri tabanlı Taguchi- Yapay Sinir Ağları (YSA) metodu ile belirlenmiştir. Gri ilişkisel derece performans değeri olarak kullanılmıştır. Gri ilişkisel derece değeri, değişken sayısının azaltılması için Gri İlişkisel Analiz yöntemi ile elde edilmiştir. Bunlara ek olarak, Taguchi metodu tarafından belirlenen optimum boyama prosesi parametreleri YSA metodu ile geliştirilmiştir.Optimum sıcaklık, zaman, yumuşatıcı, anti-statik, malzeme miktarı, pH, retarder ve dispergatör parametreleri sırasıyla 100?C, 40 dk., tip C, tip A, 5 gr, pH 5.5, 0,15 ml ve 0,25 ml olarak Taguchi metodu tarafından belirlenmiş ve bu parametreler YSA metodu ile sırasıyla 92?C, 40 dk., tip C, tip A, 5 gr, pH 5.5, 0,15 ml ve 0,25 ml olarak geliştirilmiştir. Değerlendirme katsayısı olarak kullanılan gri ilişkisel derece değeri Taguchi metodunda 0,7333, YSA metodunda 0,7497 olarak bulunmuştur.Önerilen metodoloji, boyanmış akrilik elyafın kalitesinin arttırılmasında, hatalı ürün miktarının azaltılmasında ve boyama işleminin daha verimli hale getirilmesinde kullanılabilir. Bütün bu kazanımlarda önemli bir maliyet kazancı olarak ifade edilebilmektedir.

Abstract:
The main aim of this study is to provide the improvement of the product (acrylic fiber) so that desired (nominal) color strength, maximized acrylic fiber strength and minimized dyestuff on dye bath by improving process conditions at dyeing process can be achieved.The fiber selected is acrylic discrete fiber used in carpet production and the dyestuff used for dyeing is basic (cationic) dyestuff. Dyeing temperature, dyeing time, softener, anti-static, material size, pH, retarder and dispersing, which have an influence on dyeing, were chosen as control factors. Taguchi Method for parameter design was employed to conduct experiments using orthogonal arrays and analysis of variance was incorporated to determine optimal processing conditions, significant factors, and percent contribution.Optimal dyeing process parameters were determined by Hybrid Grey Based Taguchi ? Artificial Neural Network (ANN) method. Grey Relational Grade was used as the performance index. A grey relational grade obtained from the grey relational analysis (GRA) is used to reduce the number of quality characteristics. In addition to that, optimal dyeing process parameters determined by Taguchi method was improved by ANN.The optimum temperature, time, softener, anti-static, material size, pH, retarder and dispersing was found to be 100?C, 40 minutes, type C, type A, 5 g. , pH 5.5, 0,15 ml and 0,25 ml, respectively by Taguchi method and these factors (parameters) improved by ANN method were, 92?C, 40 minutes, type C, type A, 5 g., pH 5.5, 0,15 ml and 0,25 ml, respectively. The grey relational grade which is used for evaluation coefficient was determined as 0,7333 by Taguchi method and obtained as 0,7497 by ANN method.The suggested methodology enhances the quality of the dyed acrylic fiber, reduces defective products and provides the dyeing operations much more efficient. All of these translate into significant cost savings.