Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi
Cilt: 8, No: 3, 2014 (20-34)
Electronic Journal of Textile Technologies
Vol: 8, No: 3, 2014 (20-34)
TEKNOLOJİK
ARAŞTIRMALAR
www.teknolojikarastirmalar.com
e-ISSN:1309-3991
Derleme
(Review)
Kumaşların Su Buharı Geçirgenliği
Ahu DEMİRÖZ GÜN*, Aslıhan BODUR*
*Uşak Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Tekstil Mühendisliği Bölümü Uşak/TÜRKİYE
[email protected]
Özet
Yüksek hava sıcaklığı, yüksek seviyede fiziksel aktivite, yoğun duygular gibi çeşitli nedenlerden dolayı vücut
sıcaklığı yükseldiği zaman, vücut sıcaklığını düşürmek için terlemektedir. Terin deriden buharlaşması giysi ve
deri arasındaki bölgede nem buharı oluşturmaktadır. Giysiyi giyenin kendini rahat hissetmesinin sağlanması için,
giyilen giysinin buhar şeklindeki bu teri çevredeki havaya iletmesi gerekmektedir. Giysinin buhar şeklindeki teri
iletebilme yeteneği, giysiye konfor sağlayan önemli bir parametrelerden biri olan su buharı geçirgenliğidir. Bu
çalışmada, daha önce yapılan çalışmalar derlenerek, giysi konforunun sağlanmasında önemli payı olan
kumaşların su buharı geçirgenliği hakkında genel bilgi verilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Su Buharı Geçirgenliği, Konfor, Kumaş, Isıl Denge, Su Buharı Geçirgenliği Ölçüm
Yöntemleri.
Water Vapour Permeability of Fabrics
Abstract
When body temperature increases due to various reasons such as high air temperatures, high level of physical
activities, strong emotions, etc., body perspirates to reduce the body temperature. The evaporation of perspiration
from the skin forms moisture vapor in the region between the clothing and the skin. To make the wearer feel
comfortable, the clothing worn should allow this perspiration in vapor form to be transmitted to the ambient air.
The ability of clothing to transmit perspiration in its vapor form is water vapor permeability which is one of the
important parameters providing comfort to clothing. In this study, based on the literature review, the general
information about the water vapor permeability of fabrics is given.
Keywords: Water Vapour Permeability, Comfort, Fabric, Thermal Balance, Measurement Methods of Water
Vapour Permeability.
Bu makaleye atıf yapmak için
Demiröz Gün A.*, Bodur A.*, “Kumaşların Su Buharı Geçirgenliği” Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi 2014, 8(3) 20-24
How to cite this article
Demiröz Gün A.*, Bodur A.*, “Water Vapour Permeability of Fabrics” Electronic Journal of Textile Technologies, 2014, 8 (3) 20-24
20
Demiröz Gün A., Bodur A.
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
1. GİRİŞ
İnsanlar giysilerini tüm gün boyunca giydikleri için, giysiler insanların adeta ikinci derisi gibidir. Bu
nedenle, giysi özellikleri insanlar için önem taşımaktadır. Giysiler genellikle desen, model, renk, moda
gibi kumaş görünümünü etkileyen estetik özellikler dikkate alarak seçilmektedir. Fakat son zamanlarda
insanların kendilerini daha rahat hissedebileceği konfor sağlayan giysilere doğru da artan bir eğilim
bulunmaktadır.
Konfor “İnsan ve çevre arasındaki fizyolojik, psikolojik ve fiziksel uyumun hoşnutluk hali” olarak
tanımlanmaktadır [1]. Giysi konforu birçok faktörü içeren karmaşık bir kavramdır. Giysi konforu genel
olarak duyusal konfor ve termo-fizyolojik konfor olarak iki grup altında sınıflandırılmaktadır [2]. Duyusal
konfor tekstil materyalinin cilt ile mekanik teması sırasında duyulan nörolojik algıları ifade etmektedir
[3]. Termo-fizyolojik konfor kumaşın insan vücudu ile çevre arasındaki ısıl dengeyi koruyabilme özelliği
ile ilgili olup, kumaşta meydana gelen ısı ve nem transfer mekanizmalarını kapsamaktadır [2].
Terleme vücut sıcaklığı yükselmeye başladığında vücudun sıcaklığını düşürmek için kullandığı bir
mekanizmadır. Özellikle, yüksek aktivite seviyelerinde ve yüksek çevre sıcaklıklarında, yükselen vücut
sıcaklığını düşürmek için, vücutta terleme meydana gelmektedir. Terleme sırasında deri yüzeyinde oluşan
ter buharlaşmaktadır. Ter buharlaşırken buharlaşma ısısını vücuttan sağlamakta, böylece vücutta soğuma
meydana gelmektedir. Giyilen kumaşın sıvı ve buhar haldeki terin geçişine izin vermesi gerekir. Aksi
halde, giysi içindeki bağıl nem artmakta ve bu durum deride rahatsızlık veren ıslaklık hissine neden
olmaktadır [4-5]. Bu nedenle, buhar ve sıvı şeklindeki terin deriden atmosfere kumaş aracılığı ile
kontrollü hareketi olarak tanımlanan nem kontrolü [6] ısıl özellikler kadar kumaşların termo-fizyolojik
konforunu özellikle yüksek sıcaklık ve yüksek fiziksel aktivite şartlarında sağlayan önemli bir faktördür.
Kumaşın buhar şeklindeki terin geçişini sağlama yeteneği su buharı geçirgenliği olarak ölçülmektedir.
Kumaşlara nefes alabilme özelliği kattığı için, kumaşların su buharını geçirebilme özelliği artık sadece
spor giysilerde, iş dışında giyilen günlük giysilerde değil, tüm giysi çeşitlerinde aranan önemli bir
özelliktir. Tekstil yapısından su buharının iletimi oldukça karışıktır ve birçok lif, iplik ve kumaş
parametresi kumaşların su buharı geçirgenliğini etkilemektedir. Gerek kumaşların su buharı geçirgenliğini
etkileyen faktörleri belirlemek gerekse kumaşların su buharı geçirgenliklerini önceden tahmin edebilmek
için, bu konuda birçok araştırmacı tarafından çok sayıda teorik ve deneysel çalışma yapılmıştır.
Bu çalışmada, literatür araştırmasına dayanarak, vücut sisteminin ısıl dengesi, su buharı geçirgenlik
tanımı ve ölçüm metotları, kumaş aracılığı ile su buharı iletimini sağlayan fiziksel mekanizmalar,
kumaşların su buharı geçirgenliğini etkileyen faktörler ve bunlar arasındaki ilişkiler gibi konular
açıklanmak sureti ile kumaşların su buharı geçirgenliği ile ilgili genel bilgi verilmiştir.
2. İNSAN VÜCUDUNUN ISIL DENGESİNİ SAĞLAYAN MEKANİZMALAR
İnsan vücudu enerjisini sürekli olarak kendi metabolizması ile üreten karmaşık termodinamik bir
sistemdir [7]. Bilindiği gibi, sağlıklı bir insanın vücut sıcaklığı yaklaşık 37 °C dir. İnsan vücudu farklı
koşullar altında dahi bu sıcaklığını sabit bir şekilde devam ettirmek istemektedir. Vücut sıcaklığı için
gerekli olan ısı vücut metabolizması ile sağlanmaktadır. İnsan sürekli olarak bulunduğu çevre ile ısı
alışverişi halindedir. Farklı çevre sıcaklıkları vücut sıcaklığını etkilemektedir. Vücut sıcaklığı kendisini
çevreleyen hava sıcaklığından daha yüksek olduğunda, vücuttan çevreye doğru ısı akışı olmakta ve kişi ısı
kaybetmektedir. Tam tersi olarak, vücut sıcaklığı kendisini çevreleyen hava sıcaklığından daha düşük
olduğunda, kişi ısı kazanmaktadır. Metabolizmanın oluşturduğu ısı ile dış kaynaktan alınan ısının
vücuttan kaybolan ısı miktarı ile eşit olması sağlanarak, vücudun ısıl dengede tutulması gerekmektedir.
Eğer ısı kazancı ile ısı kaybı dengede olmaz ise, vücut sıcaklığı ya yükselme ya da düşme göstermektedir
[2].
21
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
Kumaşların Su Buharı Geçirgenliği
Tekstil malzemeleri ile insan vücudundan çevreye olan ısı ve nem iletimi aşağıda verilen vücuttaki ısıl
denge konum denklemi ile ifade edilebilmektedir [8].
(1)
, , ve
: İletim (conduction), taşınım (convection), ışıma (radiation) ve buharlaşma (evaporation)
ile ısı iletimi, : Metabolizmanın ısı üretimi (W/m2) ,
: Yapılan dış iş (W/m2),
ve
:
Hissedilebilir ısı kaybı ve hissedilmeyen ısı kaybı şeklinde terleme yolu ile ısı kaybıdır.
Yukarıdaki ifadeden de görüleceği üzere, deriden çevreye olan toplam ısı kaybı iletim, taşınım, ışıma ile
taşınan ısı kaybından ve buharlaşma sonucu oluşan ısı kaybından kaynaklanmaktadır [2, 4, 9].
Normal atmosfer şartlarında ve normal aktivite sırasında, vücut metabolizması ile oluşturulan ısı,
vücuttan atmosfere iletim, taşınım ve ışıma yolu ile verilmektedir [4-5]. Fakat yüksek aktivite
seviyelerinde ve yüksek sıcaklıklarda, ısı üretimi artmaktadır ve ısının vücuttan atmosfere olan iletimi
vücut sıcaklığını rahat seviyede tutmak için yeterli olmamaktadır. Bu durumda, ter bezleri ter üretmek
için harekete geçerek, vücut sıcaklığını düzenlemektedir. Terin buhar şekli hissedilmeyen ter olarak, terin
sıvı formu ise hissedilebilir ter olarak adlandırılmaktadır [4-5, 9]. Ilıman çevre koşulları altında, terleme
hissedilmeyen şekilde meydana gelir. Hissedilmeyen terleme deri üzerinde yaklaşık %15 oranında ısı
kaybına neden olmaktadır. Yüksek aktivite sırasında, sıcak iklim veya çevre koşullarında, terleme
hissedilebilir şekilde olup, vücut tarafından üretilen ter deri üzerinde birikir [9]. Suyun buhar haline
getirilmesi büyük miktarda ısı enerjisi gerektirmektedir. 1 kalori 1 gram suyun sıcaklığını 1 °C
arttırmaktadır. Buna karşın, vücut sıcaklığındaki 1 gram suyun buharlaşması için 2424 J (580 kalori)
gerekir [2]. Terin buharlaşması sırasında, gerekli ısı vücuttan alınmakta ve bu şekilde vücutta soğuma
meydana gelmektedir [4-5]. Deri sıcaklığından daha yüksek çevre sıcaklığı vücuttan olan ısı kaybının
buharlaşma ile gerçekleşmesini sağlar. Bu nedenle, ısıl dengenin sağlanmasında buharlaşma ile ısı
transferi özellikle ortam sıcaklığında artış olduğunda önemli hale gelmektedir.
3. NEMİN OLUŞTUĞU VÜCUT İLE GİYSİ SİSTEMİ ARASINDAKİ BÖLGE
Şekil 1. Giysi-vücut sistemi [10]
Şekil 1’de verildiği gibi, insan vücudu giysi ile kaplandığı zaman, deri ile giysi arasında mikroklima
olarak adlandırılan bir ara bölge oluşmaktadır. Terleme sırasında öncelikle nem ve buhar bu bölgede
meydana gelir. Mikroklima bölgesindeki nem oluşumu ve nem iletimi zamana bağlı olarak Şekil 2’de
verilmiştir [11].
22
Demiröz Gün A., Bodur A.
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
Şekil 2. Kumaşlarda dinamik su buharı iletimi [11]
Şekil 2’den görüleceği üzere, terleme devam ederken, mikroklima bölgesinde nem miktarı en yüksek
değere ulaşmaktadır. Giysinin su buharı geçirgenlik özelliği bu bölgede nem oluşumunu büyük ölçüde
etkilemektedir [11]. Giysideki sıcaklık ve nem farkına bağlı olarak su buharı ya giysiyi terk etmekte ya da
giysi üzerinde yoğuşmaktadır. Eğer buharlaşan ter vücudun oluşturduğu terden düşük ise, nem kumaşın iç
tabakasında birikir. Terli deri ve giysi tabakası arasındaki mikroklima bölgesinde nemin oluşması
özellikle terlemeye neden olan spor aktivitelerini izleyen soğutma periyodu sırasında kişiye rahatsız edici
nemli ve yapışkanlık hissi vermektedir. Ayrıca, kumaşın ter ile ıslanması kumaşın ısıl yalıtımını da
düşürerek, vücut ısısında istenmeyen şekilde düşüşe neden olmaktadır. Konforlu olarak algılanan kumaş
vücudun terleme periyodu sırasında oluşan su buharını iletmelidir. Vücut terlemeyi durdurduğunda da,
vücuttaki nemi azaltmak için, kumaş boşlukta tutulan nem buharını atmosfere serbest bırakmalıdır [11].
Birçok parametre mikroklima bölgesindeki nem oluşumunu etkilemektedir. Fiziksel (vücut hareketi),
fizyolojik (deri sıcaklığı, terleme, buharlaşma) ve psikolojik halleri içeren insan parametreleri, sıcaklık,
nem, hava akışı, radyasyonu içeren çevre parametreleri, giysideki yaka, kol açıklıklarını, giysi
sıkılığını/bolluğunu, kumaş katlarını içeren tasarım parametreleri ve son olarak kumaşların kimyasal (lif
tipi, kimyasal bitim işlemi) ve fiziksel (kalınlık, gözeneklik, hacimlilik, örgü yapısı vs.) özelliklerini
içeren kumaş parametreleri mikroklima bölgesini etkileyen parametrelerdir [12].
Yoo, Hu ve Kim isimli araştırmacılar [12] mikroklima bölgesinde oluşan buhar basıncını zamana bağlı
olarak ölçerek, mikroklima bölgesindeki hava tabaka kalınlığının ve yaka, kol ve bel gibi giysi
açıklıkların mikroklima bölgesi üzerindeki etkilerini incelemişlerdir. Kumaş ve deri arasındaki hava
tabaka kalınlığı arttıkça, buhar basıncında dolayısı ile su buharı yoğunluğunda azalma görülmüştür. Fakat
çok yüksek hava tabaka kalınlığı, su buharını havaya iletecek sürükleyici kuvveti azalttığı için,
mikroklima bölgesindeki su buhar yoğunluğunda çok fazla değişime neden olmamıştır. Mikroklima
bölgesindeki yaklaşık 12 mm hava kalınlığının giysiyi giyen kişinin rahatı için uygun olduğu
belirtilmiştir.
%10 oranındaki giysi açıklıkları mikroklima bölgesindeki buhar basıncının ani bir şekilde düşmesini
sağlamıştır. Giysi açıklıklarının %20 den %60 değerine çıkması mikroklima bölgesindeki buhar
basıncında yine azalmaya neden olmuştur, fakat buhar basıncındaki azalma giysi açıklıklarının %0’dan
%10’a çıktığı miktar kadar yüksek değildir. Giysi açıklığı arttıkça mikroklima bölgesi üzerindeki kumaşın
etkisi gittikçe azalma göstermiştir. Giysi açıklığı %60 olduğunda, etkisini tamamen kaybetmiş ve giysi
olmayan deri değerine yaklaşmıştır.
23
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
4.
SU BUHARININ KUMAŞ
MEKANİZMALAR
Kumaşların Su Buharı Geçirgenliği
ARACILIĞI
İLE
İLETİMİNİ
SAĞLAYAN
FİZİKSEL
Su buharı liflerden oluşan kumaş tabakalarından aşağıdaki verildiği gibi 3 şekilde transfer edilmektedir
[4-5].
-Su buharının kumaş tabakalarından difüzyonu (geçmesi, yayınması).
-Su buharının lif tarafından emilmesi (absorbe edilmesi), iletilmesi ve geri verilmesi (desorption).
-Su buharının taşınım ile iletimi.
4.1. Difüzyon İşlemi
Difüzyon işleminde, kumaşın bir tarafından diğer tarafına nemin iletimi buhar basınç farkı ile
gerçekleşmektedir [4-5, 9, 13]. Maddenin difüzyon akışı ile buhar basınç farkı arasındaki ilişki Fick
denklemi ile aşağıda verildiği gibi ifade edilmektedir [4-5].
(2)
Yukarıda verilen ifade de yer alan
: Birim zamanda birim alandan geçen nem akış hızı,
Konsantrasyon farkı,
: Difüzyon katsayısıdır.
:
Birçok lifin biraya gelmesinden oluştuğu için, kumaşlar boşluklu bir yapıya sahiptir. Bu nedenle, su
buharı kumaş yapısından lifler ve iplikler arasında bulunan hava boşluklarından ve lifin kendisinden
olmak üzere 2 şekilde geçmektedir [4-5].
Kumaşın hava bulunan kısmından geçen su buharı miktarı anlıktır. Oysaki, su buharının kumaşın lif
bulunan kısmından geçişi ise sınırlıdır. Su buharının havadan geçiş difüzyon katsayısı yaklaşık 0,239
cm2s-1 değerindedir [4]. Su buharının kumaşın lif bulunan kısmından geçtiği difüzyon katsayısı ise 10-710-9 arasındadır [7]. Verilen difüzyon katsayılarına göre, su buharının kumaşın lif bulunan kısmından
geçtiği difüzyon katsayısı hava geçiş katsayısından oldukça düşük olduğu için, kumaşın içinde bulunan
hava miktarındaki artış su buharının difüzyon yolu ile geçişini artırmaktadır.
Su buharının kumaşın lif bulunan kısmından olan difüzyonu söz konusu olduğunda, su buharı kumaşın iç
yüzeyinden lif yüzeyine doğru geçmekte, daha sonra, su buharı lif içinden lif yüzeyine hareket ederek,
kumaşın dış yüzeyine ulaşmaktadır [4-5].
Hidrofil liflerden oluşan kumaştan su buharı geçişi yukarıda verilen Fick denklemine tam olarak
uymadığı belirtilmiştir [4-5, 13]. Hidrofil liflerden oluşan kumaş söz konusu olduğunda, difüzyon 2
aşama halinde gerçekleşmektedir. 1. Aşama da Fick kuralına göre difüzyon oluşur. 2. aşamada ilk
aşamaya göre daha yavaş difüzyon meydana gelmekte olup, konsantrasyon değişimi ve su buharı akışı
arasında üssel bir ilişki oluşmaktadır. Bu durum, su molekülleri nedeni ile meydana gelen lif şişmesinden
kaynaklanmaktadır. Hidrofil lif moleküllerinin su moleküllerini çekmesi nedeni ile su molekülleri lif
içine girmekte ve su molekülleri lifler tarafından emilmektedir. Bu şekilde, lif şişmesi meydana geldiği ve
kumaş içindeki hava boşluklarının büyüklüğü azaldığı için, difüzyon işlemi yavaşlamaktadır [4-5].
4.2. Emme ve Geri Verme İşlemi
Emme ve geri verme işlemi mikroklima bölgesindeki nem dengesinin korunması için önemlidir. Lifler su
buharını lifin iç kimyasal bileşenlerine ve yapısına bağlı olarak emmektedir [9, 13]. Higroskopik/hidrofil
kumaş terli deri yanındaki nemli havadan su buharını içine çekmekte ve kuru havaya tekrar geri
vermektedir. Higroskopik/hidrofil kumaş su buharının deriden çevreye olan su buharı akışını nemi içine
24
Demiröz Gün A., Bodur A.
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
çekmeyen hidrofob kumaşa göre arttırmakta ve bu şekilde mikroklima bölgesindeki nem oluşumunu
azaltmaktadır. Emme ve geri verme işleminde, emen kumaş bir nevi atmosfere verilen nem kaynağı
olarak çalışmakta olup, aynı zamanda çevresini saran havadaki sabit buhar konsantrasyonunu devam
ettirmek için de koruyucu olarak çalışmaktadır [4-5] .
4.3. Taşınım İşlemi
Taşınım nem tabakası üzerinde akan havanın meydana getirdiği nem transferidir. Bu işlem aşağıda
verilen denklem ile ifade edilmektedir. Taşınım işleminde kütle transferi nem kaynağı ile atmosfer
arasındaki nem konsantrasyon farkı ile kontrol edilmektedir [4-5].
(3)
akış yönünde kumaşın alanından taşınım yolu ile kütle akışıdır.
kumaş yüzeyindeki buhar
konsantrasyonudur.
havadaki nem konsantrasyonudur. Akış konsantrasyon farkı
ile
kontrol edilmektedir. Taşınım kütle transfer katsayısı
akış özelliklerine ve hıza bağlıdır. Özellikle,
taşınım rüzgarlı havada, deriden atmosfere doğru olan nemin iletilmesinde önemli rol oynamaktadır.
5. SU BUHARI GEÇİRGENLİĞİNİN TANIMI VE ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ
Su buharı geçirgenliği kumaşın birim alanından belli bir zamanda geçen su buharı miktarıdır [2].
Kumaşların su buharı geçirgenliği bağıl su buharı geçirgenliği ifadesi ile % olarak da ölçülmektedir [1415]. Kumaşların su buharı geçirgenliği yerine su buharı direnci de kullanılmaktadır. Su buharı direnci,
kumaşın su buharı geçişine karşı gösterdiği dayanımdır [14-15]. Su buharı geçirgenliği ve su buharı
direnci ters orantılı olarak değişmektedir. Su buharı geçirgenliği ne kadar yüksek ve su buharı direnci de
ne kadar düşük olursa kumaşlar o kadar konforlu olmaktadır.
Su buharı geçirgenliğinin ölçümünde kullanılan çeşitli metotlar bulunmaktadır. Bu metotlar aşağıda
açıklanmıştır.
5.1. Dikey Kap Metodu (Upright Cup Method)
ASTM E96 B standardına uygun olarak ölçüm yapılmaktadır. Numune içinde saf su bulunan dikey bir
kap üzerine conta yardımıyla sabitlenmektedir. Düzeneğin bulunduğu ortam 23 °C sıcaklık, %50 bağıl
nem ve 2,8 m/sn hava hızında bir ortamda tutulmaktadır. Bir gün boyunca kap düzeneğinin ağırlığı
periyodik olarak incelenerek su buharı iletim oranı hesaplanmaktadır [10, 11, 16].
5.2. Ters Çevrilmiş Kap Metodu (Inverted Cup Method)
ASTM E96 BW standardına uygun olarak ölçüm yapılmaktadır. Dikey kap metoduna benzemektedir.
Numunenin yerleştirildiği ve içinde su bulunan kabın ters çevrilmesi ile ölçüm yapılmaktadır. İçinde su
bulunan kabın ters çevrildiğinde test numunesini ıslatmasını önlemek için, kabın ağzı PTFE membranla
kaplanmakta ve ardından numune membran üzerine yerleştirilmektedir. Bu test 23 °C hava sıcaklığı, %
50 bağıl nem ve 2,8 m/sn hava hızında olan ortamda yapılmaktadır. Kap düzeneği bir gün boyunca
periyodik şekilde tartılarak su buharı iletim oranı dikey kap metodundaki gibi hesaplanmaktadır [16].
5.3. Desicatörlü (Nem Çeken) Ters Çevrilmiş Kap Metodu (Desiccant Inverted Cup Test Method)
Bu metot ile ISO 15496 ve ASTM E96 standartlarına göre ölçüm yapılmaktadır. Ölçüm prensibi ters
çevrilmiş kap metoduna benzemektedir. Ölçüm kabının içine nem çekici olarak doymuş potasyum asetat
çözeltisi konulmaktadır. Kabın ağzı su geçirmeyen fakat su buharını geçiren arasında kumaş numunesi
25
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
Kumaşların Su Buharı Geçirgenliği
bulunan iki membran ile kapatılmaktadır. Kap 23 °C saf suyla dolu olan başka bir kabın içine ters
çevrilerek yerleştirilmektedir. Ölçüm kabı tartılmaktadır ve ağırlık değişiminden su buharı geçirgenliği
hesaplanmaktadır [16].
5.4. Terleyen Korumalı Sıcak Plaka Metodu (Sweating Guarded Hot Plate Tests)
Bu metot ile ISO 11092 standardına uygun olarak su buharı direnci ölçülmektedir. Test cihazı ölçüm
ünitesi ve su sevk ünitesinden oluşmaktadır. Ölçüm ünitesi ısıtılmış kare şeklinde gözenekli metal
plakadan oluşmaktadır. Bu plaka ile terleme simule edilmektedir. Ölçüm ünitesi metal bloğa ısıtıcı ile
sabitlenmiştir. Gözenekli plakanın üst tarafı suyu geçirmeyen fakat su buharını geçiren selofan membran
ile kaplanmıştır. Test edilecek kumaş bu membran üzerine yerleştirilmektedir. Gözenekli metal tabaka
yaklaşık vücut sıcaklığı kadar ısıtılmaktadır. Gözenekli metal tabaka yüzeyine saf su beslenmektedir.
Tüm aparat çevresel şartları sağlayabilmek için kapalı ortam içine yerleştirilmektedir. Ortam şartları
kontrol edilerek 35 °C sıcaklığa, %40 bağıl neme ulaşması sağlanmaktadır. Hava hızı 1 m/sn’ye
ayarlanmaktadır. Kararlı hale ulaşıldığında ise kumaşın toplam buharlaşma direnci ölçülmektedir [10, 11,
16-17].
5.5. Dinamik Nem Geçirgen Test Ünitesi Metodu (Dynamic Moisture Permeation Cell Test Method)
Ölçüm ASTM F 2298 standardına uygun olarak yapılmaktadır. Numune 2 akış kanalıyla sabitlenen 2
özdeş metal levha arasına sabitlenmektedir. Akış kanallarından biri kuru diğeri saf suyla doyurulmuş
nitrojen gazı geçirilmektedir. Test 20 °C ortamda ve yaklaşık 2000 cm3/dk gaz akış oranı sağlandığında
gerçekleşmektedir. Gaz akış oranı, hava sıcaklığı ve bağıl nem bilgisayar yardımıyla kontrol edilmekte ve
kararlı hale ulaşıldığında su buharı iletim oranı hesaplanmaktadır [16].
5.6. Buharlaştırıcı Platform Metodu (Evapourative Dish Method)
BS 7209-90 standardına uygun olarak ölçüm yapılmaktadır. İçinde saf su bulunan kapların üzerine
yerleştirilen numuneler döner bir platform üzerine yerleştirilmektedir. % 65 bağıl nem ve 20 °C sıcaklığa
sahip bir ortamda platform döndürülmekte ve test kapları 1 saatlik periyodlar ile tartılmaktadır. Yeniden
döner platforma konan kaplar 5 saat sonra tekrar tartılmaktadır. Tartım sonuçlarına göre su buharı
geçirgenlik indeks değeri hesaplanmaktadır [10, 17].
5.7. Permetest Metodu
Hes tarafından geliştirilen Permetest ölçüm cihazında ölçümler ISO 11092 standartına göre
yapılmaktadır. Deri (Skin) modeli olarak da adlandırılan bu test cihazı ile ısıl hissetme bakımından kuru
ve yaş insan derisi temsil edilmektedir. Bu test cihazı ile % olarak bağıl su buharı geçirgenliği ve su
buharı dayanım değerleri ölçülmektedir. Ölçüm yapmadan önce, deri modelini temsil eden ölçüm başı
dayanıklı yarı geçirgen folyo veya selofan ile kaplanmaktadır. Folyo ölçüm sisteminden ölçüm yapılacak
numuneye olan su geçişini önlemekte ve böylece numunenin kuru kalmasını sağlamaktadır. Öncelikle,
numunesiz ölçüm yapılarak, numune yerleştirilmeden önceki ısı akış değeri ölçülmektedir. Daha sonra,
numunenin yerleştirileceği bölge nemlendirilmekte ve ayarlanabilir hızda paralel hava akışına maruz
bırakılmaktadır. Test edilecek numune 80 mm çapındaki ıslak alan üzerine yerleştirilmektedir. Bu şekilde,
numune ile kaplanan ıslak ölçüm başının buharlaşma ısı kayıp miktarı ölçülmektedir. Bu değerler yardımı
ile bağıl su buharı ve su buharı direnç değerleri hesaplanmaktadır [14-15].
26
Demiröz Gün A., Bodur A.
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
6. KUMAŞLARIN SU BUHARI GEÇİRGENLİĞİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Kumaşların su buharı geçirgenliğini birçok parametre etkilemektedir. Literatürde kumaşların su buharı
geçirgenliğini etkileyen faktörler ile ilgili birçok çalışma bulunmakta olup, bu faktörler aşağıda verilmiştir
[7, 10, 18].
1) Lif özellikleri; lif cinsi, lif karışım oranı, lif inceliği veya lif numarası, lif gözenekliliği, lif kesiti.
2) İplik özellikleri; iplik numarası veya iplik çapı, iplik bükümü, iplikten dışarı çıkan lif uçları veya
tüylülük, iplik geometrisi, iplik paketleme yoğunluğu (ipliğin birim uzunluğundaki lif hacim oranı).
3) Kumaş özellikleri; kumaş gözenekliliği, kalınlık, kumaş sıklığı.
Yapılan çalışmalarda [7, 11], kumaşların su buharı iletimini büyük ölçüde su buharını ileten fiziksel
mekanizmalar içinde 1. olarak yukarıda yer alan difüzyon işleminin belirlediği ifade edilmiştir. Bu
nedenle, kumaşların hava geçirgenlik özelliklerinde olduğu gibi kumaşların su buharı geçirgenliğini
difüzyon işleminde etkili olan daha çok kumaşta bulunan hava ve lif miktarı belirlemektedir. Daha öncede
belirtildiği gibi, su buharının tekstil malzemesinin lif bulunan kısmından geçtiği difüzyon katsayısı hava
geçiş katsayısından oldukça düşük olduğu için, kumaşın içinde bulunan hava miktarındaki azalma su
buharının geçişini önlemektedir. Yoon ve Buckley [7] ve Prahsarn, Barker ve Gupta [11] isimli
araştırmacılar yaptıkları çalışmalarda kumaştaki lif ve hava miktarını belirleyen ipliklerin ve kumaşların
yapısal parametrelerinin kumaşların su buharı iletiminde etkili olduğunu, lif cinsinin etkisinin daha çok
kumaşların yapısal parametrelerini etkileyerek kumaşların su buharı geçirgenliğini etkilediğini ifade
etmişlerdir.
Kumaşların su buharı geçirgenliğine etkileyen faktörler kumaşların yapısal özellikleri, ipliklerin yapısal
özellikleri ve lif özelliklerinin etkisi olarak sınıflandırılarak açıklanmıştır.
6.1. Kumaşların Yapısal Parametrelerinin Su Buharı Geçirgenliği Üzerindeki Etkisi
Yoon ve Buckley [7] ve Prahsarn ve arkadaşları [11] kumaşların su buharı iletim özellikleri üzerinde daha
çok kumaşın yapısal parametrelerinin özelliklede kumaş kalınlığı ve kumaş gözenekliliğinin etkili
olduğunu belirtmişlerdir. Yoon ve Buckley [7] su buharı geçirgenliği ile ters orantılı olarak değişen su
buharı dayanımını ( ), kumaş kalınlığına ( ), optik gözenekliliğe ( ) ve su buharının havadaki
difüzyonuna ( ) bağlı olarak aşağıda verildiği gibi tanımlamışlardır.
(4)
Yukarıda verilen ifade de görüleceği üzere, kumaşların yapısal parametrelerinden kumaş kalınlığı ve
optik gözeneklilik kumaşların su buharı iletimini belirlemektedir. Kumaş kalınlığı su buharının iletildiği
mesafeyi belirlediği için önemlidir. Ayrıca kumaş kalınlığı kumaşların gözenekliliğini de etkilemektedir.
Kumaş kalınlığı arttıkça buhar difüzyon hızı azalmakta yani su buharı geçirgenliği azalmaktadır.
Su buharı difüzyonu ayrıca büyük ölçüde kumaş gözenekliği ile doğru orantılı olarak değişen hava
geçirgenliğine de bağlıdır. Hava geçirgenliği artıkça, kumaşın gözenekliliği artmakta ve kumaş içindeki
hava boşluklarından daha fazla buhar geçmektedir [11].
6.2. İplik Özelliklerinin Kumaşların Su Buharı Geçirgenlik Özellikleri Üzerindeki Etkisi
Yoon ve Buckley [7] tarafından kumaşların su buharı geçirgenliğini belirleyen kumaş gözenekliliğinin ve
kalınlığının iplik çapına bağlı olduğu, iplik çapının da iplik numarası ve özellikle de karışım ipliklerde
liflerin paketleme yoğunluğu ile belirlendiği ifade edilmiştir. İplikteki lif paketleme faktörü birim iplik
uzunluğundaki lif hacim oranı olarak ifade edilen iplik paketleme yoğunluğu ile tanımlanmıştır. Özellikle
27
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
Kumaşların Su Buharı Geçirgenliği
stapel ipliklerde paketleme yoğunluğu liflerin enine kesitine, liflerin kıvrım yoğunluğuna ve ipliğin
büküm seviyesine bağlı olduğu ifade edilmiştir.
İplik numarası, iplik büküm katsayısı ve eğirme yönteminden (karde ve penye) oluşan iplik özelliklerinin
örme kumaşların su buharı geçirgenliği üzerindeki etkilerinin de incelendiği Özdil, Marmaralı,
Kretzschmar tarafından yapılan çalışmada [19], iplikler inceldikçe kumaşlar daha gözenekli bir hale
geldiği için, kumaşların su buharı geçirgenliklerinin arttığı belirtilmiştir. Diğer araştırmacıların yaptığı
çalışmalarda da [20, 21], ince ipliklerden oluşan örme kumaşlar daha kalın ipliklerden oluşan
kumaşlardan daha yüksek su buharı geçirgenliği göstermiştir. İplik büküm katsayısının artması daha az
tüylü ve daha gözenekli kumaş yapısı sağladığından, kumaşların su buharı geçirgenliğini arttırmıştır [19].
Karde ipliklerin daha tüylü olması ve tüylerin kumaş yapısındaki gözenekleri kapatmasından dolayı,
karde ipliklerden yapılan kumaşların penye ipliklerden yapılan kumaşlardan daha düşük su buharı
geçirgenliği göstermiş olduğu belirtilmiştir [19].
Konvansiyonel ve kompakt ring iplik eğirme yöntemlerinin dokuma kumaşların bağıl su buharı
geçirgenliğinin de incelendiği Uzun tarafından yapılan çalışmada [22], iplik eğirme yöntemlerinin bağıl
su buharı geçirgenliğini bir miktar etkilediği belirtilmektedir. Kompakt eğrilmiş iplikten oluşan
kumaşların bağıl su buharı geçirgenliğinin konvansiyonel eğrilmiş iplikten oluşan kumaşların bağıl su
buharı geçirgenliğinden daha yüksek olduğu ifade edilmiştir.
6.3. Lif Özelliklerinin Kumaşların Su Buharı Geçirgenlik Özellikleri Üzerindeki Etkisi
Her ne kadar Yoon ve Buckley [7], Prahsarn ve arkadaşları [11] gibi bazı araştırmacılar tarafından
kumaşın su buharı geçirgenliğini lif cinsinden ziyade daha çok kumaşın yapısal parametrelerinin
etkilediği belirtilse de, farklı lif cinslerinin lif geometrisinde dolayısı ile kumaş geometrisinde farklılığa
neden olarak kumaşların su buharı geçirgenliğini etkileyebileceği de belirtilmiştir. Literatürde farklı lif
cinslerinin kumaşların su buharı geçirgenliği üzerindeki etkilerinin incelendiği çok sayıda deneysel
çalışma bulunmaktadır.
Yoo, Hu ve Kim isimli araştırmacılarında [12] belirttiği gibi, hidrofil/higroskopik ve hidrofob lif
özelliklerinin kumaşların konfor algısını dolayısı ile kumaşların su buharı geçirgenliğini nasıl etkiledikleri
ile ilgili araştırmacılar arasında farklı görüşler bulunmaktadır. Araştırmacıların bir kısmı lif nem
içeriğinin yüksek olması veya higroskopik/hidrofil lif özelliğinin kumaşların su buharı geçirgenliğini
arttırdığını belirtse de, bir kısım araştırmacıların yaptığı çalışmalar da hidrofob lifler hidrofil liflere göre
daha yüksek su buharı geçirgenliği göstermiştir. Das ve arkadaşları tarafından yapılan birçok çalışmada
[4-5, 23-24] su buharı lifler tarafından emildiği, lifler tarafından iletildiği ve tekrar lifler tarafından
çevreye geri verildiği için lif cinsinin higroskopik veya hidrofob olma özelliği özellikle su buharını ileten
mekanizmalar içindeki 2. olarak belirtilen emme ve geri verme aşamasında kumaşın su buharı
geçirgenliğini büyük ölçüde etkilediği belirtilmiştir. Su buharının hidrofil lif malzemesinden geçiş
katsayısı 10-7 cm2s-1, su buharının hidrofob polimerden geçiş katsayısı 10-9 cm2 s-1 olarak verilmiştir [7].
Emme ve nemi tekrar geri verme aşaması özellikle geçiş şartlarında konforu sağlayan önemli lif
özellikleridir. Farklı cinsteki lifler su buharı iletiminde farklı etkilere sahiptir. Örneğin pamuk, viskoz,
yün gibi hidrofil/higroskopik lifler nemi içine çekmekte, buna karşın polyester, polipropilen gibi hidrofob
lifler nemi içine çekmemektedir. Suyu içine çeken ve yüksek nem içeriğine sahip higroskopik liflerin su
buharını daha çok geçirdiği ifade edilmektedir. Higroskopik kumaş su buharını terli derinin yakınındaki
nemli havadan içine çekmekte ve kuru havada serbest bırakmaktadır. Nem çekmeyen kumaşa göre,
higroskopik kumaşın deriden çevreye olan su buharı akışını nispeten artırdığı ve bu şekilde deri ve kumaş
arasındaki mikroklima bölgesinde nem oluşumunu azalttığı belirtilmektedir [4].
Yoo ve arkadaşları [12] giysi ile deri arasındaki mikroklima bölgesinde oluşan buhar basıncını zamana
bağlı olarak ölçerek, hidrofil ve hidrofob liflerin mikroklima bölgesinde oluşan buhar basıncı üzerindeki
etkilerini karşılaştırmalı olarak incelemişlerdir. Hidrofil lif olarak pamuk, hidrofob lif olarak polyester
28
Demiröz Gün A., Bodur A.
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
liflerini seçerek, bu liflerden oluşan aynı ağırlık, kalınlık ve sıklık değerlerinde dokuma kumaşlar
almışlardır. Pamuk ve polyester liflerinden oluşan dokuma kumaşlar altında oluşan buhar basınç
değişimleri zamana bağlı olarak Şekil 3’de verilmiştir.
Şekil 3. Pamuk ve polyesterden oluşan lif cinsinin mikroklima bölgesindeki buhar
basınç değerleri üzerindeki etkisi (CB: Pamuk kumaş, PB: Polyester kumaş) [12]
İlk terlemeden hemen sonra, polyester kumaş altındaki mikroklima bölgesinde pamuk kumaş altındaki
mikroklima bölgesinden daha yüksek buhar basıncı oluşmuş, daha sonra polyester kumaşta buhar basıncı
bir süre sabit bir şekilde devam etmiştir. Buna karşın, pamuk kumaş altındaki buhar basıncı ise, şekilden
görüleceği üzere sürekli artış göstermiştir. Ayrıca, pamuk kumaş altında bulunan maksimum buhar
basıncı polyester kumaş altında bulunan maksimum buhar basıncından daha yüksek olarak elde edilmiştir.
Maksimum buhar basınç değerine ulaşmak için gereken zaman da pamuk kumaşta daha yüksektir.
Terleme olduğunda, pamuk gibi hidrofil lifler nemi absorbe etmekte yani içine çekmekte, bu nedenle
pamuk lifi için elde edilen eğri daha düzgün olmaktadır. Eğer lifler polyester gibi hidrofob ise, ter
oluştuğunda mikroklima bölgesindeki buhar basıncı ani bir şekilde artmakta ve sonuç olarak eğrinin
eğimi daha dik olmaktadır. Daha sonra, her iki kumaş çeşidi için, nem lifler ve iplikler arasındaki
gözeneklerden transfer edilmeye başladığında buhar basıncı azalmaktadır. Yoo ve arkadaşları [12] ayrıca,
vücuttaki terin deri üzerinde birikmeden kumaşın su buharını iletebilmesini sağlayan yani, bir nevi
kumaşın su buharını iletebilme yeteneği olarak kullanılan buhar iletim indis değerlerini de her iki kumaş
çeşidi için incelemiştir. Polyesterin buhar iletim indis değeri pamuğun buhar iletim indis değerinden daha
yüksek olarak elde edilmiştir. Bu farklılığın nedeni olarak da, hidrofil liflerin daha fazla su moleküllerini
içinde barındırdığı ve şişerek kumaşların gözeneklerini azaltması gösterilmiştir.
Yoo ve arkadaşları tarafından [12] terlemenin ilk anlarında veya terlemenin çok olmadığı durumlarda
nemi içine çektiği için pamuk lifinin daha iyi his verdiği, buna karşın, terleme devam ederken, su
moleküllerini içine tutmadığı ve su molekülerini havaya geri verdiği için polyester lifinin daha iyi his
verdiği belirtilmiştir. Maksimum buhar basınç değerine ulaşması için gereken zaman polyester kumaşta
daha düşük olduğu için, polyester kumaşın pamuk kumaştan daha iyi rahatlık hissi sağladığı ifade
edilmiştir.
Pamuk, viskon, modal, liyosel gibi, hidrofil liflerden ve polyester, akrilik, naylon gibi hidrofob liflerden
oluşan kumaşların su buharı geçirgenlikleri ile ilgili literatürde çok fazla sayıda deneysel çalışma
bulunmaktadır.
Özellikle yaygın olarak kullanılan pamuk, polyester ve bu iki lifin karışımlarından oluşan kumaşların su
buharı geçirgenlik değerleri birçok araştırmacı tarafından karşılaştırmalı olarak incelenmiştir [7, 25-28].
29
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
Kumaşların Su Buharı Geçirgenliği
Bahsedilen bu lifleri içeren tüm çalışmalarda [7, 25-28 ], polyester kumaşlar pamuk kumaşlardan daha
yüksek su buharı geçirgenlik değerleri göstermiştir. Yoon ve Buckley [7] düzensiz 3 boyutlu kıvrımlar
nedeni ile pamuk liflerinin aynı numaradaki polyester liflerinden daha gevşek ve büyük çapa sahip iplik
oluşturarak, pamuk kumaşların polyester kumaştan daha kalın olduğunu ve bu nedenle pamuk kumaşların
su buharını polyester kumaşlardan daha az geçirdiğini belirtmiştir.
Knight ve arkadaşları [25] hidrofob lif özelliğine sahip polyester, naylon ve akrilik sentetik liflerinden
oluşan kumaşların ve bu liflerin hidrofil lif olan pamuk lifi ile karışımlarından oluşan kumaşların su
buharı geçirgenlik değerlerini karşılaştırmalı olarak incelemiştir. Yayınladıkları deneysel sonuçlara göre,
%100 pamuk kumaşlar 3 sentetik lifin (polyester, akrilik ve naylon) %100 oranında kullanıldığı
kumaşların hepsinden daha düşük su buharı geçirgenliği göstermiştir. Sentetik liflerin pamuk lifi ile olan
karışımlarından oluşan kumaşlarda, sentetik lif oranı arttıkça veya pamuk lif oranı azaldıkça kumaşların
su buharı geçirgenliklerinde artış görülmüştür. Hidrofob özellikteki sentetik liflerden oluşan kumaşların
su buharını daha iyi geçirdiği belirtilmiştir. 3 sentetik liften yapılan kumaşlar içerisinde en yüksek su
buharı geçirgenliğini polyester kumaş göstermiştir. Polyester kumaşları akrilik kumaşlar izlemiş ve en
düşük su buharı geçirgenliğini de naylon kumaşlar göstermiştir.
Hassan ve arkadaşları tarafından [27] pamuk lifinden oluşan kumaşların su buharı geçirgenlik
değerlerinin hidrofob özellikteki sentetik liflerden düşük olması, spor giysilerde çok tercih edilen pamuk
lifinden yapılan kumaşların nem yönetimi bakımından bazı eksikleri olduğunu gösterdiği belirtilmiştir.
Her ne kadar ter pamuk kumaş tarafından emilse de, kumaş vücuda temas ettiğinde kumaştaki ıslaklık hoş
olmayan his veya ısıl rahatsızlık verebilmektedir. Ayrıca, terle tamamıyla ıslanan kumaş ısıl dayanımını
kaybetmeye başlamaktadır.
Bu çalışmalardan başka, yine pamuk lifi gibi selüloz esaslı olan ve lif nem içeriği yüksek viskoz ve
liyosel gibi hidrofil liflerden oluşan kumaşların su buharı geçirgenlik değerleri ile polyester lifinden
oluşan kumaşların su buharı geçirgenliklerinin karşılaştırılmalı olarak incelendiği diğer çalışmalarda
literatürde mevcuttur [23-24, 29-30].
Varshney ve arkadaşlarının viskoz, polyester liflerinden ve bu liflerin karışımlarından oluşan dokuma
kumaşların su buharı geçirgenliklerinin incelendiği çalışmasında [29], %100 viskoz ve polyester/viskoz
karışımlı kumaşlar %100 polyesterden kumaşlardan daha düşük su buharı geçişi göstermiştir. Das ve
arkadaşlarının viskoz, polyester liflerinden ve bu liflerin karışımlarından oluşan dokuma kumaşların su
buharı geçirgenliklerinin incelendiği diğer benzer çalışmalarda [23-24], Varshney ve arkadaşlarının su
buharı sonuçlarının [29] tersine polyester oranı arttıkça veya viskoz oranı azaldıkça kumaşların su buharı
geçirgenliğinde azalma görülmüştür. Polyester oranı arttıkça, liflerin nem içeriğinin azaldığı ve bu
durumun difüzyon yolu ve absorbsiyon ve geri verme işlemi ile su buhar iletimini azalttığı belirtilmiştir.
Bu yazarların çalışmalarının sonuçları daha önce bahsedildiği gibi, pamuk ve polyester kumaşların su
buharı geçirgenlik sonuçları ile ters yönde değişmektedir. Yine mikro liyosel ve mikro polyester
liflerinden oluşan kumaşların su buharı geçirgenliklerinin incelendiği bir diğer çalışmada [30], hidrofil lif
olan mikro liyosel miktarı arttıkça veya mikro polyester miktarı azaldıkça, kumaşların su buharı
geçirgenlik değeri artmıştır.
Cimilli ve arkadaşlarının [31] pamuk, modal, viskoz, mikromodal, bambu, kitosan ve soya liflerinden
oluşan kumaşların su buharı geçirgenliğini inceledikleri çalışmada elde edilen sonuçlara göre, bahsedilen
liflerden yapılan kumaşların su buharı geçirgenliğini kumaşların hava geçirgenliği ve liflerin nem
içeriklerinin etkilediği ifade edilmiştir. En yüksek hava geçirgenliği ve en düşük lif nem içeriğinden
dolayı en yüksek su buharı geçirgenlik değerini kitosan kumaşların, tam tersi olarak, en düşük hava
geçirgenlik ve en yüksek lif nem içerik özelliklerinden dolayı, pamuk kumaşların en düşük su buharı
geçirgenlik değeri gösterdiği sonuçları elde edilmiştir. Kumaşların su buharı geçirgenlik değerleri en
yüksekten en düşük değere doğru kitosan, bambu, soya, modal, viskoz, mikro modal ve pamuk şeklinde
sıralanmıştır.
30
Demiröz Gün A., Bodur A.
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
Çevre dostu olması, doğada bol miktarda bulunması gibi avantajlı özelliklerinden dolayı son zamanlarda
kullanımı gittikçe artan bir diğer rejenere selüloz lifi olan bambu lifleri ve bu liflerin pamuk ile
karışımlarından oluşan kumaşların konfor özellikleri dolayısı ile su buharı geçirgenliği ile ilgili birçok
çalışma yayınlanmıştır [20-21, 32]. Bu çalışmaların tümünde, bambu liflerinden yapılan kumaşların daha
ince, daha düşük ağırlıkta olması, ipliklerin daha az tüylü olması ve bambu liflerinin nem içeriklerinin
yüksek olması gibi nedenlerinden dolayı, bu liflerinin kumaşların su buharı geçirgenliğini artırdığı sonucu
elde edilmiştir.
Demiryürek ve Uysaltürk [33] viloft/pamuk ve viloft/polyester karışımlı örme kumaşların bağıl su buharı
geçirgenliklerini de inceledikleri çalışmanın sonuçlarına göre, her iki kumaş karışımında da bağıl su
buharı geçirgenlikleri arasında istatistiksel olarak önemli bir fark bulunamamıştır. Kumaş
karışımlarındaki viloft miktarları su buharı geçirgenliği üzerinde istatistiksel açıdan önemli olmayan çok
az bir etkiye sahiptir.
Literatürde high bulk olarak adlandırılan akrilik lifinden yapılan kumaşların su buharı geçirgenliğinin
incelendiği çalışmalarda mevcuttur [34-35]. High bulk akrilik lifleri yüksek derecede çekme özelliğine
sahip akrilik liflerinin kaynamış su ile muamele edilerek çektirilmesi ile elde edilmektedir. High bulk
akrilik, pamuk ve bu liflerin karışımlarından oluşan dokuma kumaşların su buharı geçirgenliklerinin
incelendiği bu çalışmalarda [34-35] akrilik lif miktarı arttıkça kumaşların su buharı geçirgenliği artmıştır.
Akrilik liflerinin iplikte çekme göstermesi pamuk liflerinin burkulmasına neden olarak iplikte küçük
gözenekler oluşturduğu için su buharı geçirgenliğinin arttığı belirtilmiştir.
Atkı yönünde elastan ilave etmenin su buharı geçirgenlik değerlerini sıklık değerlerinde azalmaya neden
olduğu için elastan içermeyen pamuk kumaşlara göre % 20 oranında azalttığı ifade edilmiştir [36].
Elastan içeren dokuma kumaşlarda olduğu gibi, örme kumaşlarda da elastan ilavesi pamuklu örme
kumaşların su buharı geçirgenliğinde azalmaya neden olmuştur [37].
Polyester lif incelik değerinin kumaşların su buharı geçirgenlik değerleri üzerindeki etkisinin incelendiği,
Hatch ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada [28], lif çapı daha ince olan polyester lifinden (1,5 denye)
yapılan kumaş lif çapı daha kalın olan polyester lifinden (3,5 denye) yapılan kumaştan daha yüksek su
buharı geçirgenliği göstermiştir. Sampath ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada da [38], mikro polyester
liflerinden oluşan kumaşlar normal incelikteki polyester liflerinden yapılan kumaşlardan daha yüksek su
buharı geçirgenliği göstermiştir. Mikro polyester kumaşların daha büyük yüzey alanına sahip olmasının
su buharı iletimini arttırdığı belirtilmiştir.
Varshney ve arkadaşları [29] dairesel, üçgen, yonca şeklinde lif profiline sahip polyester kumaşların su
buharı geçirgenliğini incelemişlerdir. Dairesel kesitli olmayan özellikle üçgen ve yonca şekilli liflerden
oluşan kumaşlar yüksek gözeneklilik nedeni ile dairesel kesitli liflerden yapılan kumaşlardan daha yüksek
su buharı geçirgenlik oranı göstermişlerdir.
7. SONUÇ
Bu çalışmada, yapılan diğer çalışmalar ışığında kumaşların su buharı geçirgenlik özellikleri incelenmiş,
su buharı geçirgenlik özelliklerinin kumaşların konfor özellikleri açısından büyük önem arz ettiği
görülmüştür. Vücudun ısıl dengesini koruyabilmek için gerekli durumlarda ürettiği terin buhar formda
çevreye doğru iletilmesi ve vücudu adeta ikinci bir deri gibi saran giysilerin su buharı geçirgenliğinin çok
iyi seviyelerde olması tüketicilerin daha konforlu hissetmelerini sağlamaktadır.
Birbiriyle daimi bir ilişki içinde olan lif, iplik ve kumaş özelliklerinin tamamı kumaşların su buharı
geçirgenliğini etkilemektedir. Kumaşların kalınlığı ve gözenekliliği, iplik numarası ve hammadde cinsi su
buharı geçirgenliğini etkileyen en önemli parametreler arasındadır. Kumaş kalınlığı su buharı
geçirgenliğiyle ters orantılı bir ilişki içindeyken bunun aksine gözeneklilik doğru orantılı bir ilişki
31
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
Kumaşların Su Buharı Geçirgenliği
içindedir. Hidrofil ya da hidrofob karakterli kumaşların su buharı geçirgenliğinin incelendiği çeşitli
çalışmalarda ise farklı görüşler elde edilmiştir.
Su buharı geçirgenliği ile ilgili çalışmaların sağlıklı şekilde yapılabilmesi için bu özelliğin ölçümünde
kullanılan ve çeşitli standartlara dayalı metotlar geliştirilmiştir. Özellikle son yıllarda, tüketicilerin
giysilerden estetik özelliklerinin yanı sıra kendilerine konfor sağlamasını istemesiyle birlikte su buharı
geçirgenliğinin ölçümü için yeni metotlar geliştirilesi de beklenmektedir. Giysi konforunun aranan bir
özellik olması nedeniyle önümüzdeki yıllarda, başta su buharı geçirgenliği olmak üzere diğer tüm konforu
belirleyici parametrelerin tekstil materyallerinde daha iyi seviyelere getirilmesi de beklenmektedir.
8. KAYNAKLAR
1. Slater, K., 1986, “The Assesment of Comfort, Journal of the Textile Institute”, 77 (3), 157-171.
2. Saville, B.P., 2007, “Physical Testing of Textiles”, Woodhead Publishing Limited, Cambridge,
England.
3. Li, Y., 2001, “The Science of Clothing Comfort”, Textile Progress, 31 (1-2), 1-135.
4. Das, B., Das, A., Kothari, V.K., Fanguiero, R., Araújo, M., 2007, “Moisture Transmission Through
Textiles Part I: Processes Involved in Moisture Transmission and the Factors at Play”, Autex
Research Journal, 7 (2), 100-110.
5. Das, B., Araujo, M., Kothari, V.K., Fangueiro, R., Das, A., 2012, “Modeling and Simulation of
Moisture Transmission through Fibrous Structures Part I: Water Vapour Transmission”, Journal of
Fiber Bioengineering & Informatics, 5 (4), 359-378.
6. Chinta, S.K., Gujar P.D., 2013, “Significance of Moisture Management in Textiles”, Journal of
Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 2 (6), 2104- 2114.
7. Yoon, H.N., Buckley, A., 1984, “Improved Comfort Polyester, Part I: Transport Properties and
Thermal Comfort of Polyester/Cotton Blend Fabrics”, Textile Research Journal, 54 (5), 289-298.
8. Das, A., Shabaridharan, K., Biswas, B., 2011, “Study on Heat and Moisture Vapour Transmission
Characteristics Through Multilayered Fabric Ensembles”, Indian Journal of Fibre & Textile Research,
36, 410-414.
9. Haghi, A.K., 2004, “Moisture Permeation of Clothing, A Factor Governing Thermal Equilibrium and
Comfort”, Journal of Analysis and Calorimetry, 76, 1035-1055.
10. Nahla A., Mohsen, H.A., Ghada, A.K., 2012, “Effect of Number of Fibres Per Yarn Cross-Section on
Moisture Vapour Transport in Knitted Garment”, Journal of American Science, 8 (11), 370-378.
11. Prahsarn, C., Barker, R.L., Gupta, B.S., 2005, “Moisture Vapor Transport Behavior of Polyester Knit
Fabrics”, Textile Research Journal, 75 (4), 346-351.
12. Yoo, H.S., Hu, Y.S., Kim, E.A., 2000, “Effects of Heat and Moisture Transport in Fabrics and
Garments Determined with a Vertical Plate Sweating Skin Model”, Textile Research Journal, 70 (6),
542-549.
32
Demiröz Gün A., Bodur A.
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
13. Li, Y., Zhu, Q., 2003, “Simultaneous Heat and Moisture Transfer with Moisture Sorption,
Condensation and Capillary Liquid Diffusion in Porous Textiles”, Textile Research Journal, 73 (6),
515-524.
14. Hes, L., 2008, “Non-destructive Determination of Comfort Parameters During Marketing of
Functional Garments and Clothing”, Indian Journal of Fibre & Textile Research, 33, 239-245.
15. Bączek, M.B., Hes, L., 2013, “Effective Water Vapour Permeability of Wet Wool Fabric and
Blended Fabrics”, Fibres & Textiles in Eastern Europe, 21, 1(97), 67-71.
16. Huang, J., Qian, X., 2008, “Comparison of Test Methods for Measuring Water Vapor Permeability of
Fabrics”, Textile Research Journal, 78 (4), 342-352.
17. Uğur, Ş.S., Sivri, Ç., 2008, “Tekstil Materyallerinde Su Buharı Geçirgenliği Ölçüm Metotlarının
Karşılaştırılması”, Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi, 3, 13-20.
18. Punna, T., Amsamani, S., 2012, “Investigations on Moisture Transmission Characteristics of Blended
Single Jersey Fabrics”, Journal of Textile and Apparel, Technology and Management, 7 (4), 1-17.
19. Özdil, N., Marmaralı, A., Dönmez, Kretzschmar, S., 2007, “Effect of Yarn Properties on Thermal
Comfort of Knitted Fabrics”, International Journal of Thermal Sciences, 46, 1318-1322.
20. Majumdar, A., Mukhopadhyay, S., Yadav, R., 2010, “Thermal Properties of Knitted Fabrics Made
From Cotton and Regenerated Bamboo Cellulosic Fibres”, International Journal of Thermal Sciences
49, 2042-2048.
21. Prakash, C., Ramakrishnan, G., Koushik, C.V., 2012, “A Study of the Thermal Properties of Single
Jersey Fabrics of Cotton, Bamboo and Cotton/Bamboo Blended-Yarn vis-a-vis Bamboo Fibre
Presence and Yarn Count”, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 110, 1173-1177.
22. Uzun, M., 2013, “Konvansiyonel ve Kompakt Ring İplik Eğirme Yöntemlerinin Dokuma Kumaş
Mukavemet ve Termal Özelliklerine Etkilerinin İncelenmesi”, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri
Dergisi, 25 (3), 91-99.
23. Das, B., Das, A., Kothari, V., Fanguiero, R., Araujo, M., 2009, “Moisture Flow Through Blended
Fabrics-Effect of Hydrophilicity”, Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 4 (4), 20-28.
24. Das, B., Das, A., Kothari, V.K., Fangueiro, R., Araujo, M., 2009, “Studies on Moisture Transmission
Properties of PV-Blended Fabrics”, The Journal of the Textile Institute, 100 (7), 588-597.
25. Knight, B., A., Hersh, S.P., Brown, P., 1970, “Moisture Characteristics of Some Knit Fabrics Made
from Blend Yarns 1”, Textile Research Journal, 40 (9), 843-851.
26. Güneşoğlu S., Meriç B., 2006, “Heat and Mass Transfer Properties of 2-Yarn Fleece Knitted
Fabrics”, Indian Journal of Fibre & Textile Research, 31, 415-421.
27. Hassan, M., Qashqary, K., Hassan, H.A., Shady, E., Alansary, M., 2012, “Influence of Sportswear
Fabric Properties on the Health”, Fibres & Textiles in Eastern Europe, 20 (4), 82-88.
28. Hatch, K.L., Woo, S.S., Barker, R.L., Radhakrishnaiah, P., Markee, N.L. and Maibach, H.I., 1990,
“In Vivo Cutaneous and Perceived Comfort Response to Fabric. Part I: Thermophysiological Comfort
Determinations for Three Experimental Knit Fabrics”, Textile Research Journal, 60 (7), 405-412.
33
Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (3) 20-34
Kumaşların Su Buharı Geçirgenliği
29. Varshney, R.K., Kothari, V.K., Dhamija, S., 2010, “A Study on Thermophysiological Comfort
Properties of Fabrics in Relation to Constituent Fibre Fineness and Cross-Sectional Shapes”, Journal
of the Textile Institute, 101 (6), 495-505.
30. Kandhavadivu, P., Ramachandran, T., Geetha Manohari, B., 2011, “Moisture Transmission Behavior
of Micro Fibre Blended Fabrics”, Journal of Textile Association, 71 (6), 311-315.
31. Cimilli, S., Nergis, B.U., Candan, C., Özdemir M., 2010, “A Comparative Study of Some ComfortRelated Properties of Socks of Different Fiber Types”, Textile Research Journal, 80 (10), 948-957.
32. Prakash, C., Ramakrishnan, G., 2013, “Effect of Blend Proportion on Thermal Behaviour of Bamboo
Knitted Fabrics”, The Journal of The Textile Institute, 104 (9), 907-913.
33. Demiryürek, O., Uysaltürk, D., 2013, “Thermal Comfort Properties of Viloft/Cotton and
Viloft/Polyester Blended Knitted Fabrics”, Textile Research Journal, 83 (16), 1740-1753.
34. Das, A., Kothari V.K., Balaji, M., 2007, “Studies on Cotton-Acrylic Bulked Yarns and Fabrics. Part
II: Fabric Characteristics”, The Journal of The Textile Institute, 98 (4), 363-375.
35. Das, A., Yadaw, S.S., 2013, “Study on Moisture Vapor Transmission Characteristics of Woven
Fabrics from Cotton-Acrylic Bulked Yarns”, The Journal of The Textile Institute, 104 (3), 322–329.
36. Gorjanc, D.S., Dimitrovski, K., Bizjak, M., 2012, “Thermal and Water Vapour Resistance of the
Elastic and Conventional Cotton Fabrics”, Textile Research Journal, 82 (14), 1498–1506.
37. Marmaralı, A., Özdil, N., Dönmez, Kretzschmar, S., 2007, “Elastik İplikli Düz Örme Kumaşların Isıl
Konfor Özellikleri”, Tekstil ve Konfeksiyon, 3, 178-182.
38. Sampath, M.B., Aruputharaj, A., Senthilkumar, M., Nalankilli, G., 2012, “Analysis of Thermal
Comfort Characteristics of Moisture Management Finished Knitted Fabrics Made from Different
Yarns”, Journal of Industrial Textiles, 42 (1), 19-33.
34
Download

İndir - Teknolojik Araştırmalar