Giysiyle Temas Sırasında Ortaya Çıkan Soğukluk ve Islaklık Hisleriyle

Deri giysi teması sonucu meydana gelen ısı akışı kişide deri yüzey sıcaklığının değişimine bağlı olarak kısa süreli bir termal his değişikliğine neden olur. Bu his, termoreseptörlerin sıcaklık değişimine verdikleri tepkiden kaynaklanmaktadır ve vücut genellikle temas edilen giysiden daha sıcak olduğu için soğukluk olarak

algılanır. Deri ve kumaş arasındaki sıcaklık farkı ne kadar fazla olursa algılanan soğukluk hissi o kadar şiddetli olur ve temas eden iki yüzey arasında bir termal denge kurulana kadar devam eder. Kumaşın rutubet içeriği de deride farklı seviyelerde ıslaklık hissine neden olur ve ıslaklık, termal konforu ortadan kaldıran en önemli faktörlerden biridir. Kişilerde oluşan subjektif soğukluk ve ıslaklık hislerinin termoreseptör tepkileri gibi fizyolojik parametrelere veya objektif kumaş özelliklerine bağlı olarak belirlenmesi amacıyla çok sayıda teorik ve deneysel çalışma yapılmıştır.

Bu konudaki en önemli çalışmalardan birinde Kawabata ve Yoneda (1983-1985) kumaşlara dokunulduğunda hissedilen termal hislerin temas sırasındaki maksimum ısı akışının (qmax) bir fonksiyonu olduğunu belirtmişler ve bu akışı ölçen bir cihaz olan KES FB7 Thermolabo’yu geliştirmişlerdir. Bu sistem büyük oranda kabul görmüş ve diğer çalışmalar için referans olarak kabul edilmiştir. Bu cihazla, kumaşla temas ettiği yüzey arasındaki ısı transferine bağlı olarak değişen, cismin deriyle ilk temasında ortaya çıkan sıcak/soğuk hissiyle ilgili ölçümler yapılabilmektedir. Rees (1941), Hollies ve arkadaşları (1953) gibi araştırmacılar da değişken ısı akışları ve sıcak/soğuk hissi arasındaki ilişkileri incelemişlerdir. Deriyi temsil eden sıcak levha prensibine dayalı bir sistem olan Termolabo ile ısı akışının zamana bağlı değişimi bir eğri ile kaydedilebilir. Maksimum ısı akışı (qmax), kumaşın deriyle teması sonucu ortaya çıkan sıcak/soğuk hissini simüle etmek amacıyla temastan 0.2 saniye sonraki akış ölçülerek belirlenir. qmax değeri, kumaşın ısıl kapasitesi, iletkenliği ve kumaş- deri temas alanına bağlıdır. Bunun yanında yüzey pürüzlülüğü temas alanını azaltırken, pürüzsüz bir kumaş yüzeyi de daha yüksek bir temas alanına, daha fazla ısı akışına ve daha fazla soğukluk hissine neden olur (Barker, 2002). Daha sonraları Barker ve arkadaşlarının (2002) gerçekleştirdikleri çalışma sonucunda Thermolabo ile ölçülen maksimum ısı akışı değeri ile subjektif soğukluk algısı arasında önemli korelasyonlar tespit edilmiştir.

Konforu genel olarak ele aldığı çalışmasında Barker (2002), duyusal konforun yumuşaklık, pürüzsüzlük, ıslaklık, vücuda yapışma eğilimi, kaşındırma gibi birçok his tarafından belirlendiğini belirtmiştir. Araştırmacıya göre tüm bu hisler yüzey

liflerinin sayısı ve temas noktaları, ıslakken yüzeye yapışma özelliği, absorbsiyon yeteneği, eğilme rijitliği, kayma ve çekme kuvvetlerine karşı direnç ve dokunma sonucu ortaya çıkan soğukluk hissi gibi ölçülebilen kumaş mekanik ve yüzey özellikleri ile ilişkilendirilir. KES ölçümlerine göre, yüzey pürüzlülük indeksi (SMD) ile giysinin batma özelliği arasındaki korelasyonun giyim denemesinin başında ve yoğun fiziksel aktiviteye başlamadan önceki periyotta maksimum olduğu gözlenmiştir. Ayrıca kumaşın ‘ıslak yapışma indeksi’nin de yoğun fiziksel aktivite durumlarında, sıcak ve nemli ortamlarda konfor üzerinde etkili bir faktör olduğu gözlenmiştir (Barker, 2002). G. Wang ve arkadaşları (2003) da benzer bir çalışmada farklı hammaddelerden üretilmiş giysilerde batma hissinin terlemeyle, yani kumaşın sıvıyla temasıyla değişimini araştırmışlardır. Uygulanan subjektif giyim denemeleri sonucu, özellikle yünlü kumaşlarda batma hissinin terlemeyle arttığı gözlenmiştir. Bu özellikler genel olarak lif ve iplik özellikleri, kumaş konstrüksiyonu ve uygulanan bitim işlemleri tarafından etkilenmektedir.

Yoon ve Buckley (1984), pamuk ve poliester/pamuk karışımı kumaşların termal özelliklerini inceledikleri çalışmalarının termal hislerle ilgili bölümünde kumaşların deriyle temas alanlarını belirlemeye yönelik bir yöntem geliştirmiştir. Sonuçta, belirlenen basınçta pamuklu kumaş yüzeyinde daha fazla temas noktasına neden olan lif uçları bulunduğu ve poliesterin temas sırasında yüzeyle arasında daha yüksek bir kuvvetin oluştuğu tespit edilmiştir. Buradan, konforu etkileyen çok sayıda fiziksel kumaş parametresinin büyük çoğunluğunun liflerin iplik içerisindeki paketlenmesi, ipliğin ve dolayısıyla da liflerin kumaş içerisindeki yerleşimleriyle ilgili olduğu sonucu ortaya çıkmıştır.

Tekstil materyallerinin termal konfor performanslarını, sadece kuru ısı transfer davranışları açısından inceleyen çalışmalardan birinde Schacher ve arkadaşları (2000), mikropoliester ve klasik poliesterden üretilen kumaşların ısı iletkenliği ve buna bağlı olarak sebep oldukları sıcaklık/soğukluk hislerini incelemişlerdir. Sonuçta, mikropoliesterden üretilen kumaşın, basınç uygulandığında değişen kumaş temas alanına bağlı olarak veya ortamda bir hava akımının bulunduğu durumda

klasik poliesterden üretilen kumaşa göre daha fazla yalıtım sağladığı ve sıcaklık hissi verdiğini gözlemişlerdir.

Rutubet içeren bir kumaşın deriye teması sonucu derinin hidrasyon durumu damarlardaki kanın kapilar akış hızı ve deri yüzey sıcaklığı değişerek soğukluk algısındaki artışın yanı sıra ıslaklık algısı da ortaya çıkar. Clark ve Edholm (1985) insan vücudunda rutubeti algılayan özel bir sistem bulunmadığını belirtmiştir (Li, 2001). Bentley (1900), soğuk havada vücudu sarıp basınç uygulayan bir giysinin nemin bulunmadığı ortamda bile ıslaklık hissi verebileceğini belirtmiştir. Buna göre, ıslaklık hissinin kumaş sıcaklığı, basıncı ve kumaş-deri teması sırasındaki basınç dağılımı gibi üç bileşenden oluşan yapay bir algı olabileceği sonucuna varılabilir (Wong, 2002).

Deri-kumaş teması sonucu ortaya çıkan ıslaklık algısının objektif yöntemlerle ölçümü mümkün olmadığı için bu konudaki çalışmalar mutlaka subjektif testleri içermelidir. Başka bir çalışma sonucunda (Li ve Wong, 2006) çevre havasıyla denge halindeki kuru kumaşların subjektif denemeler sırasında ‘tamamen kuru’ olarak değerlendirilmediği belirtilerek bunun sebebi olarak da soğukluk hissinde olduğu gibi ıslaklık hissinin de kumaş materyalinin higroskobiklik özelliğiyle doğru orantılı olması gösterilmiştir. Benzer sonuçlara ulaştığı çalışmasında Hes (1999), Alambeta cihazıyla yaptığı ölçümler ve aynı kumaşlarla yaptığı subjektif giyim denemeleri sonucunda ölçülen ‘termal absorbsiyon’ parametresinin kumaşların oluşturduğu termal hisler hakkında fikir verdiğini ve bu değerin kuru kumaşlarda 20-300 arasında değişirken ıslak kumaşta daha fazla soğukluk hissi anlamına gelen 1000’i geçebildiğini tespit etmiştir. Bir yüzey özelliği olması nedeniyle bitim işlemlerinden etkilenen termal absorbsiyon (b) = λρc Ws1/2m-2K-1 şeklinde ifade edilebilir. Burada, λ lifin termal iletkenliği, ρ ve c ise sırasıyla kumaş yoğunluğu ve özgül ısısıdır. Farklı bitim işlemleri uygulanmış poliester ve pamuk kumaşların deriyle teması ile oluşan hisleri incelediği çalışmasında Frydrych ve arkadaşları (2002), düzgün yüzeyli kumaşların daha fazla soğukluk hissi verdiği ve poliesterin daha düşük termal absorbsiyon değerlerine bağlı olarak daha az soğukluk hissine neden olduğu sonucuna varmışlardır.

Soğukluk ve ıslaklık hislerinin bağlı olduğu faktörleri inceledikleri çalışmaları sonucunda Schneider (1991) ve Li (1993, 1995) bu hislerin kumaşın nem içeriği, yüzey özellikleri ve deri sıcaklık düşüşüne bağlı olduğunu tespit etmişlerdir. Kumaş soğukluk ve ıslaklık hisleri arasında da bir ilişki bulunabileceği düşünülmektedir (Wang, 2002). Spencer-Smith (1978) ve Scheurell ve arkadaşları (1985) kumaş higrometresiyle ölçülen ‘dinamik yüzey ıslaklığı’ olarak tanımlanan kumaş özelliğinin ıslaklık algısı üzerinde etkili olduğunu belirtmişlerdir (Li, 2001). Kumaş hammaddesi, kumaş rutubet oranı ve çevresel şartların ortaya çıkan termal ve ıslaklık hisleri üzerindeki etkilerini önkol testi ile incelediği çalışmalarında Plante ve arkadaşları (1995), bu hislerin lif hidrofilliği ve çevre havasının bağıl nemine bağlı olduğunu ortaya koymuşlardır.

Sweeney ve Branson (1990), giysideki rutubetin konfor üzerindeki etkilerini incelemek için psikofiziksel bir yaklaşım kullanmış ve nem algısının mutlak ve fark eşik değerlerini belirlemişlerdir. Ayrıca ölçülen rutubet miktarı ile ortaya çıkan ıslaklık algısının yoğunluğu arasında da doğrusal ilişki olduğunu belirtmişler, fakat diğer çalışmalardan farklı olarak, deneklerin yalnızca sıcaklıkla ilgili faktörlerin ihmal edilmesi durumunda ıslaklıkla ilgili uyarılara tepki verdiğine dikkat çekmişlerdir. 1990’lı yıllarda bu konuyla ilgili çok sayıda çalışma yapan Li ve arkadaşları (1992, 1993, 1995) doğal ve sentetik liflerin vücutta oluşturdukları ter miktarı ve oluşan teri absorblama özelliklerini incelemişler ve buna bağlı olarak da sentetik ve doğal liflerden üretilmiş giysilerin kişide oluşturduğu soğukluk ve yapışkanlık hisleriyle ilgili sonuçlar ortaya koymuşlardır. Araştırmacılar yaptıkları subjektif testler ve bu testler sırasında aldıkları fizyolojik ölçümlerle ‘tamamen kuru’ ve ‘çok ıslak’ arasında değişen bir skala oluşturmuşlar ve kumaş-deri arasındaki ısıl ve nemle ilgili prosesleri kumaş özelliklerini de dikkate alarak matematiksel olarak simüle etmişlerdir. Ayrıca, subjektif soğukluk algısı ve temas sırasındaki maksimum ısı akışı gibi ölçülen kriterlerle psiko-duyusal yoğunluk (PSI) arasındaki ilişkileri karşılaştırmış ve PSI’nın subjektif algıyla ilişkisinin maksimum sıcaklık akışıyla olduğundan daha kuvvetli olduğunu ortaya koymuşlardır (Li, 2001).

Z. Wang ve arkadaşları (2002) kumaşlarda ısı ve sıvı transferlerinin fiziksel mekanizmalarını, termoreseptörlerin nörofizyolojik tepkilerini ve deneyler yoluyla açıklığa kavuşturulan psikonörofizyolojik ilişkileri açıklayan matematiksel modeller yardımıyla termal ve nemle ilgili algıları matematiksel olarak simüle etmişlerdir. Çalışmada, örme kumaşlara dokunulduğu anda hissedilen soğukluk ve ıslaklık hisleri tahminlenerek subjektif önkol testi sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçlara göre genelde, termoreseptörlerin nörofizyolojik tepkileri ve psikolojik algılar arasındaki ilişkiler, Steven Güç Fonksiyonu ile uyumludur. Son olarak da tahminlenen algılar, diğer denemelerden bağımsız olarak yapılan kontrol testleri ile doğrulanmıştır.

Konuyla ilgili çalışan diğer bir grubun iddiası da deriyle temas halindeki giysilerde liflerin sıvı alma derecesinin konfor üzerinde bir etkisi olmadığı yönündedir. Rodwell ve arkadaşları (1965), Vokac ve arkadaşları (1976), Umbach (1980), Holmer (1985) ve Hatch ve arkadaşları (1990) sentetik lifler ve pamuk lifi gibi hidrofil ve hidrofob yapıdaki liflerden yapılmış giysiler kullanarak yaptıkları giyim denemeleri sırasında kişide meydana gelen fizyolojik değişimler arasında bir fark tespit etmediklerini belirtmişlerdir (Wong, 2002).

Hollies’in (1977) yaptığı bir çalışmada, subjektif giyim denemeleri sırasında deneklerin, giysinin denge rutubetinin % 4 üzerindeki değerlerde ıslaklığa bağlı olarak konforsuzluk hissettikleri belirtilmiştir ki bu rutubet değeri ıslanmayı başlatmak için oldukça düşüktür. Çünkü ıslanma, lifler ve iplikler arasında oluşan kapilar boşlukları dolduracak miktarda sıvı biriktikten sonra başlar. Bu sıvı, kapilar hareketi başlatacak dış basıncın oluşmasını sağlar. Bu kritik sıvı miktarı, liflerin maksimum absorbsiyon kapasitesinden oldukça fazladır. Bu konuyla ilgili daha önce yapılan çalışmalarda (Spencer-Smith, 1977; Goldstein, 1980), bu değerin kumaşın kendi ağırlığından kaynaklanan basınç altında % 23-122 arasında değiştiği tespit edilmiştir (Adler ve Walsh, 1984). Bu konudaki çalışmasında Schneider ve arkadaşları (1996) önkol testi ile üç temel hammaddeyi (pamuk, yün, poliester) inceledikleri çalışmaları sonucunda kişilerin çok düşük sıvı absorbsiyon kapasitesine sahip kumaşlardaki rutubeti bile ayırd edebildiklerini gözlemlemişlerdir.

D. Wang ve arkadaşları (2007), vücudun ısı kaybının ve termal durumunun belirlenmesi için farklı bir yaklaşım ortaya koymuşlar ve çok sayıda termoreseptör içeren elin farklı bölgeleri ve koldan aldıkları sıcaklık ölçümleri ile vücudun genel termal durumunun tahmin edilebileceğini belirtmişlerdir. Ölçüm için belirtilen noktaların seçimini ise bu noktalardaki termoreseptörlerin termoregülasyon mekanizması vasıtasıyla damarların genişleyip daralması ile vücudun farklı bölgelerindeki kan akışı üzerinde etkili olmasına bağlamışlardır.

Genel olarak sonuçlar incelendiğinde, deri-kumaş arasındaki ısı transferinin temas alanı tarafından büyük oranda etkilendiği belirtilebilir. Bahsedilen deri ve kumaşın temas alanları kumaş ve derinin yüzey pürüzlülükleri tarafından belirlenir. Kumaş hammaddesinin higroskobikliği, ısıl kapasitesi veya iletkenliği ile tüm bu özelliklerin kumaşa yansıma oranını etkileyen kumaş yapısal özellikleri de bahsedilen transfer mekanizması üzerinde büyük oranda etkilidir. Farklı liflerin incelendiği çalışmalara bakıldığında, düşük higroskobikliğe sahip poliester gibi sentetik liflerin pamuk ve yüne göre daha sıcak hisler ortaya çıkardıkları tespit edilmiştir.