Islanma Testleri ve Gözenekli Plaka Sistemleri

Kumaşın sıvı transferiyle ilgili özellikleri iki gruba ayrılabilir: kumaşın absorbsiyon davranışıyla ilgili olanlar ve absorblanan sıvının kumaş içerisindeki transferi ile ilgili olanlar. Birinci gruba giren özellikler, damla absorbsiyon süresi, akış direnci ve ıslak kumaşta sıvının dikey olarak dağılımıdır. İkinci grupta ise dikey ıslanma testi bulunur (Yoon ve Buckley, 1984).

Kumaşların sıvı transfer özelliklerinin incelendiği metotlarda sıvı kaynağı kumaşın bir hazneye daldırılmasında olduğu gibi sınırsız veya belirli miktar sıvının kumaş yüzeyine damlatılmasında olduğu gibi sınırlı olabilir. Kumaş yüzeyine belirli miktar sıvının damlatılması esasına dayanan benek (spot) testinde sıvının absorbsiyon süresi ve kumaş yüzeyindeki yayılma miktarı tespit edilir. Sınırlı sıvı ile gerçekleştirilen test yöntemlerinin değerlendirilmesi, daldırma, dikey ve yatay ıslanma testleri gibi sınırsız sıvı kaynağının bulunduğu test yöntemlerine göre daha karmaşıktır. Çünkü gözenekli tekstil yapısı izotropik yapıda değildir ve sıvının yayılımı sonucu düzgün bir dairesel alan oluşmaz. Bir damlanın kumaş tarafından absorblanmasına dayanan test yöntemi, su iticilik, absorbsiyon, boyarmadde sorpsiyonu ve direnci gibi birçok konuda bilgi verir (Simile, 2004). Ağartılmış kumaşların absorbsiyon özelliklerinin incelendiği AATCC Metot 79-2000 Standardı’nda belirli bir mesafeden kumaşa damlatılan su damlasının kumaş tarafından emilerek yüzeyden kaybolması için geçen süre kaydedilmektedir (Li ve Wong, 2006).

Kumaşın kalınlığı yönündeki ıslanma davranışlarının incelenmesi amacıyla da pek çok yöntem geliştirilmiştir fakat bunlardan hiçbiri standart değildir. Bunlardan en yaygın olanı özellikle havlu kumaşlar için kullanılan gözenekli levha testleridir. Bir sıvı kaynağına bağlı gözenekli plakanın sıvı içerisinde tutulacak şekilde sıvı ile beslenmesine dayanan testte kumaşın sıvı absorbsiyon miktarı sisteme bağlı olan yatay yöndeki su sütunundaki değişime bağlı olarak tespit edilir. Bu yöntem vücutta oluşan terin absorbsiyonunun simülasyonu amacıyla geliştirilmiştir. Bu yöntemin dezavantajı, absorbsiyon sırasında kumaş numunesine uygulanan basıncın gerçek giyim şartlarına göre yüksek olmasıdır (Simile, 2004). Havlu kumaşların yüzey absorbsiyon özelliklerinin incelendiği ASTM D4772-97 Standardı’nda kumaşın deri veya farklı bir yüzeyden sıvıyı uzaklaştırma performansları test edilir (Li ve Wong, 2006). Kumaşın yüzeyi ve kalınlığı yönündeki ıslanmasının incelendiği testler arasındaki korelasyonun düşük olmasına da dayanılarak, kumaş kalınlığı yönündeki ıslanma miktarının kumaş yüzeyi üzerinde gözlenen ıslanma davranışından güvenilir bir şekilde tahmin edilemeyeceği sonucu ortaya çıkmıştır (D’Silva ve ark., 2000).

Barker ve arkadaşlarının (2002), vücudun sıvı ayar mekanizmasını, yani giysinin vücutta terlemeyle oluşan nemi dış katmanlara iletmesini simüle etmeye yönelik geliştirdikleri bir sistem olan gravimetrik absorblama test sistemi (GATS) ile sıvının kumaş kalınlığı yönündeki ilerlemesi ölçülür. Özel bir test hücresi ile birlikte de çalışabilen sistem, dinamik olarak eş zamanlı yer değişimine dayalı kalınlık yönündeki sıvı transferinin ölçümünde kullanılır. Cihaz, saniyede emilen sıvı miktarını ölçerek materyalin sıvı emme oranı ve kapasitesinin anlık olarak tespit edilmesini sağlar. Cihaz Şekil 1.17’de şematik olarak gösterilmiştir.

Şekil 1.17 Gravimetrik Absorblama Test Sistemi (GATS)

Sistemde bir hazne içerisindeki sıvı, kumaştaki kapilar kuvvetler yardımıyla absorblanır. Sıvı besleme sisteminin hidrostatik basıncı, numune platformunun pozisyonunun değiştirilmesiyle ayarlanır. Sıvı, gözenekli bir levha üzerine yerleştirilmiş numuneye emdirilir. Test yüzeyine yerleştirilmiş pimler yardımıyla numunenin belirli bir gerginlikte tutulması sağlanır. Hazneden pompalanan sıvı miktarı, zamanın bir fonksiyonu olarak kaydedilir. Kaydedilen bu bilgiler kumaşın absorbsiyon kapasite ve oranlarının ve kumaştan buharlaşan sıvı miktarının belirlenmesinde kullanılır.

Sınırsız bir sıvı haznesine kumaşın daldırılmasına dayanan yöntemde ise sıvı, kumaş içersinde her yönde ilerleyebilir. Kumaşın sıvı içerisine daldırılması sırasında sıvı kumaş içerisindeki hava ile yer değiştirir ve kumaşın sıvı içerisinde batmasına neden olur. BS 3424: Bölüm 18 Metot 21 A’ya göre yapılan dikey ıslanma testinde, belirli boyutlarda kesilen kumaş numunesi sıvı içerisine daldırılır ve 24 saat sonucunda sıvının yerçekimi kuvvetini yenen kapilar kuvvetlerin etkisiyle kumaş içerisindeki yükselmesi tespit edilir. Bu test ile elde edilen verilerin kumaşın kapilar ıslanmasını tam olarak belirleyememesi, test süresinin çok uzun olması ve yerçekimi etkisinin gözardı edilmesi veya tüm materyaller için benzer oransal etkilere sahip

olduğunun kabul edilmesinin bu yöntemin dezavantajları olduğu belirtilmiştir (Simile, 2004). Dikey ıslanma testi Brownless ve arkadaşları (1996) tarafından modifiye edilmiştir; çalışmada, bir doğru akım devresi kullanılarak elektrolit çözeltisinin kumaş üzerindeki yükselme oranı daha objektif bir biçimde belirlenebilmiştir.

TRI Princeton’da Miller tarafından ortaya konan dikey kapilar ıslanma ölçümüne yönelik aparatla sonuçların daha iyi gözlenmesi ve yerçekiminin negatif etkilerinin bir ölçüde ortadan kaldırılması amaçlanmıştır. Bu sistemde de sifonun çalışma prensibi esas alınmış ve kumaş, basınç farkına bağlı olarak sıvıyı ileten bir tüp olarak kabul edilmiştir. Tasarlanan sitem Şekil 1.18’de görülmektedir. Sistemde kumaşın sıvı haznesini belirli bir açıyla terk ettiği ve aşağı yönde akışına başlamadan önce L0 mesafesi boyunca ilerlemesi gerektiği görülmektedir. Sıvının kumaş içerisinde çubukla tutulan kısma ulaşıp yerçekimi kuvvetiyle aynı yönde ilerlemeye başlamasından sonraki ilerleme oranının sabit olduğu gözlenmiştir (Simile, 2004).

Şekil 1.18 Miller’in ortaya koyduğu dikey kapilar ıslanma aparatı (Simile, 2004)

Kumaş içerisinde sıvının farklı doğrultulardaki hareketi genel olarak kumaşın sıvı ayar (moisture management) performansı olarak adlandırılır ve sıvının kumaş içerisindeki dinamik durumuyla ilgili yapılan ölçümler, kumaşın termal konfor performansı hakkında diğer sıvı transfer testlerinden daha fazla bilgi verir. Bu ölçümler için geliştirilen cihaz (Sıvı Ayar Test Cihazı-MMT), sıvının kumaş içerisinde bulunmasıyla kumaşın temas elektriksel direncinin değişeceği esasına göre çalışmaktadır. Kumaşların kuru halde sahip oldukları çok yüksek elektriksel direncin

sıvının bulunması durumunda azalması ve her iki durum için kumaştan oluşan devredeki voltajlar arasındaki farktan kumaşta bulunan sıvı miktarı tespit edilebilir. Kumaş yüzeyi ve kalınlığı boyunca sıvının ilerlemesi ile sıvının kumaşın karşı tarafından buharlaşma miktarı ölçülen voltaj değerleri ile tespit edilmektedir. Ayrıca bu cihazla elde edilen eğrilerden kumaşın sıvı ayar kapasitesiyle ilgili aşağıda sıralanan parametreler de kumaşın her iki yüzeyi için objektif olarak tespit edilebilmektedir:

• Islanma periyodu,

• Maksimum absorbsiyon oranı • Maksimum ıslanma yarıçapı • Yayılma hızı

• Tek yönlü transport kapasitesi

• Genel sıvı ayar kapasitesi (maksimum absorbsiyon oranı, transport kapasitesi ve yayılma hızına bağlı olarak hesaplanır) (Li ve Wong, 2006)