PAMUKLU DOKUMA KUMAŞLARDA ISLANMA VE KURUMA ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Transkript

1 PAMUKLU DOKUMA KUMAŞLARDA ISLANMA VE KURUMA ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Deniz Mutlu Ala Çukurova Üniversitesi, Teknik Bilimler MYO, Tekstil, Giyim, Ayakkabı ve Deri Bölümü, Adana, Sorumlu Yazar ÖZET Bu çalışmada aynı pamuk harmanından OE rotor makinesinde üretilmiş olan Ne 6/1, Ne 20/1 ve Ne 30/1 numaralarında atkı iplikleri ile üç farklı atkı sıklığında dokunmuş olan dokuz farklı yapıdaki kumaşın ıslanma ve kuruma özellikleri incelenmiştir. Testler öncesinde kumaşlara aynı banyoda sırasıyla haşıl sökme ve kasar işlemi uygulanmıştır. Çalışma kapsamında üretilmiş olan kasarlı pamuklu dokuma kumaşların ıslanma özelliklerinin belirlenmesi amacıyla damla testi, dikey ıslanma testi, statik su emicilik testi ve damla yayılma hızı testi uygulanmıştır. Ardından söz konusu kumaşların kuruma süreleri tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar grafiksel olarak olarak incelenmiş, atkı iplik numarası ve atkı sıklığı ile kumaşın sıvı transfer özellikleri ve kuruma süresi arasındaki ilişki irdelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Islanma, Kuruma, Hidrofilite, Dokuma Kumaş INVESTIGATION OF WETTING AND DRYING PROPERTIES OF COTTON WOVEN FABRICS ABSTRACT In this study, wetting and drying properties of nine different fabrics woven at three different weft densities with OE weft yarns in Ne 6/1, Ne 20/1 and Ne 30/1 linear densities were investigated. Before the tests, desizing and bleaching were applied to the fabrics in the same bath. Drop test, vertical wetting test, static water absorbency test and liquid spot area tests were applied to determine the wetting properties of the bleached cotton woven fabrics. Then, drying times of the fabrics were determined. The obtained results were examined graphically and the relation between the weft yarn number, weft density with the wetting and drying properties were investigated. Keywords : Wetting, Drying, Hydrophility, Woven Fabric 1. GİRİŞ Giyim endüstrisinin hammaddesi olan kumaşlar açısından konforun ısıl bileşeni ile doğrudan ilişkili olan hidrofilite ve sıvı transfer kapasitesi, vücutta oluşan terin kısa sürede uzaklaştırılması için gerekli özelliklerdir. Sıvının absorblanabilmesi için lifin sıvı tarafından ıslanabilir bir kimyasal yapıya sahip olması gerekirken kumaşı oluşturan ipliklerin özellikleri, gözeneklilik, kalınlık, kumaş sıklıkları gibi yapısal özellikler ve kumaşın görmüş olduğu bitim işlemleri absorbsiyon kapasitesi üzerinde önemli ölçüde etkili olmaktadır [1]. Kumaşların ıslanma özelliklerinin tespitinde kumaşın absorbsiyon davranışının yanı sıra absorblanan suyun kumaş içerisindeki transferi ile ilgili farklı metotlar kullanılmaktadır. TS 215

2 866 numaralı standart [2] ile batma ve damla testleri, DIN 53923:1978 numaralı standart [3] ile potasyum kromat testi, ASTM 4772:97 numaralı standart [4] ile havlu kumaşların su emicilik özelliklerini belirlemek için uygulanan su akış testi standart haline getirilmiştir. Zervent ve Koç [5], havlu kumaşların hidrofilliğini inceledikleri çalışmalarında, TSE tarafından kumaşların hidrofilite derecelerini belirlemek amacıyla TS866 numarası ile standart haline getirilmiş olan batma testi ve damla testini uygulamışlardır. Farklı çalışmalarda, Bureau Veritas Consumer Products Services BV S1008 test metodu ile havlu kumaşların statik ve dinamik su emicilik özellikleri incelenmiştir [6-8]. Wardiningsih ve Troynikov [9], bambu örme kumaşların nem iletim özelliklerini AATCC test metoduna göre SDL-Atlas Moisture Management Tester cihazı ile ölçmüşlerdir. Su ve arkadaşları [10], polyester ve pamuk kompozit iplikler ile üretilmiş örme kumaşların su emicilik derecelerini JIS L 1097 numaralı standarda göre ölçmüşlerdir. Fangueiro ve arkadaşları [11], örme kumaşların ıslanma özelliklerini belirlemek için dikey ve yatay ıslanma testleri uygulamışlardır. Barker [12], vücutta terlemeyle oluşan nemi giysinin dış katmanlara iletmesini simüle etmeye yönelik geliştirdiği gravimetrik absorblama test sistemini, dinamik olarak eş zamanlı yer değişimine dayalı kumaş kalınlığı yönündeki sıvı transferinin ölçümünde kullanmıştır. Ayrıca çeşitli çalışmalarda dinamik su emicilik derecesinin tayini için kumaş tarafından emilen su damlasının birim zamanda kumaş içindeki yayılma hızı ölçülmüştür [13,14]. Absorblanan sıvının kısa sürede vücuttan uzaklaştırılıp kuruluğun ve dolayısıyla konfor hissinin sağlanması açısından kumaşların kuruma özellikleri de önem taşımaktadır. Kumaşın içerisinde bulunan ter veya nemin buharlaşarak kumaştan uzaklaşma hızını belirleyen kuruma hızı veya bir diğer ifadeyle kuruma süresi kumaşın yapısal özellikleri, nem içeriği ve yüzey enerjisi ile havanın bağıl nem miktarı gibi parametrelerin bir fonksiyonudur [15-17]. Bu çalışmada aynı pamuk harmanından OE rotor makinesinde üretilmiş olan Ne 6/1, Ne 20/1 ve Ne 30/1 numaralarında atkı iplikleri ile üç farklı atkı sıklığında dokunmuş olan dokuz farklı yapıdaki kumaşın ıslanma ve kuruma özellikleri incelenmiştir. Testler öncesinde kumaşlara aynı banyoda sırasıyla haşıl sökme ve kasar işlemi uygulanmıştır. Ağartılmış kumaşların ıslanma özelliklerinin belirlenmesi amacıyla damla testi, statik su emicilik testi, dikey ıslanma testi ve damla yayılma hızı testi uygulanmıştır. Ardından belirli süreler sonunda söz konusu kumaşlar üzerinde kalan su oranı ve kumaş tamamen kuruyana dek geçen kuruma süreleri tespit edilmiştir. 2. MATERYAL ve YÖNTEM Bu çalışmada aynı pamuk harmanından üretilmiş olan Ne 6/1, Ne 20/1 ve Ne 30/1 numaralarında OE atkı iplikleri ve %100 pamuk Ne 20/1 çözgü ipliği kullanılmıştır. Elektronik armürlü ağızlık açma ve rapierli atkı atma sistemine sahip konvansiyonel bir dokuma makinesinde, her bir atkı ipliği ile D 3-1 (S) örgüsünde üç farklı atkı sıklığında dokuma yapmak suretiyle dokuz farklı konstrüksiyonda kumaş üretimi yapılmıştır. Tüm kumaş numunelerine laboratuvar tipi haspel makinesinde, aynı banyoda sırasıyla haşıl sökme işlemi ve 90 0 C de hidrojenperoksit kasarı uygulanmıştır. Aynı hammaddeden üretilmiş kumaşların terbiye işlemlerini aynı banyo içerisinde yapmak suretiyle ıslanma ve kuruma özellikleri karşılaştırılabilir kumaş numunelerinin üretilmesi amaçlanmıştır. Damla testi TS 866 numaralı standart esas alınarak yapılmıştır. Bir kasnak üzerine yüzeyi gergin olarak tutturulan 20x20 cm ebatında numunenin üzerine 1 ml suyu 20 damla halinde 216

3 damlatabilen büret ile yaklaşık 10 mm mesafeden su damlatılarak kronometre çalıştırılmış ve kumaşın su damlasını emerek damlanın kaybolduğu ana kadar geçen süre kaydedilmiştir. Her numune için bu şekilde on ölçüm yapılmış ve ölçümlerin aritmetik ortalaması alınmıştır. Statik su emicilik testi için her bir kumaştan 10x10 cm ebatında beş adet numune hazırlanmış ve ağırlıkları ölçülerek kuru ağırlık (mk) olarak kaydedilmiştir. Bir dakika süre ile oda sıcaklığında suyun içerisinde bekletilen numunelerin üzerindeki fazla suyun uzaklaştırılması için üç dakika süre ile asılmıştır. Ölçülen yaş ağırlık (my) olarak kaydedilmiştir. Su emme kapasitesi (Se) yüzdesel olarak Formül 1 yardımıyla hesaplanmıştır [6]. S e % = m y m k m k x 100 (1) Dikey ıslanma testi için, atkı ve çözgü yönünde 200x25 mm ebatında beş numune hazırlanmıştır. Hazırlanan numunelerin bir uçlarına 1,45 gr ağırlığında bir klips takılarak, saf suyun içerisine 30 mm daldırılmıştır. Suyun kumaş üzerinde yükselme miktarı, dakikada bir kez ölçüm alınmak suretiyle 10 dakika boyunca milimetre cinsinden kaydedilmiştir [11]. Damla yayılma hızının tespitinde kumaş numunesi üzerine 1 ml suyu 20 damla halinde damlatabilen büret ile yaklaşık 10 mm mesafeden su damlatılmış ve damlanın kumaş üzerine düştüğü andan itibaren dijital kamera ile kayıt alınmıştır. Su damlasının kumaş üzerine düştüğü başlangıç anından itibaren video kayıtları incelenmiş ve alınan görüntülerden su damlasının kumaş içinde yayıldığı alan tespit edilmiştir [13-14]. Kuruma davranışının tespiti için, 5x5 cm ebatında üçer adet numune hazırlanmış, yüzleri üste gelecek şekilde hassas terazi üzerine yerleştirilmiş ve ağırlıkları ölçülerek kuru ağırlık (mk) olarak kaydedilmiştir. Kuru haldeki numunenin üzerine yaklaşık 10 mm mesafeden 1 ml hacminde su damlatılmış ve ölçülen ağırlık yaş ağırlık (my) olarak kaydedilmiştir. Kumaşın kurumasına bağlı olarak ağırlıktaki değişim (mf) 10 dakikalık periyotlarla kaydedilmiştir. Bir saat sonunda kumaş üzerinde kalan su oranı (Ks) Formül 2 yardımıyla hesaplanmıştır [10]. K s % = m f m k m y m k x 100 (2) 3. BULGULAR Tablo 1 de çalışma kapsamında üretilmiş olan kumaşların yapısal özellikleri, üretim parametreleri ve kumaşlara uygulanan test sonuçları verilmektedir. 217

4 Tablo 1. Test sonuçları Kumaş Kodu Atkı İplik Numarası (Ne) Mekanik (tezgahtaki) Atkı Sıklığı (atkı/cm) S E (s) S K (%) D A (mm) D Ç (mm) D YA (cm 2 ) K1 16 3,05 178,3 78,5 60,8 1,95 43 K2 6/1 18 2,11 160,5 82,7 69,3 2,06 51 K3 20 1,51 143,1 70,7 63,3 2,21 52 K4 16 3,58 251,3 44,5 72,3 3,25 18 K5 20/1 18 3,30 236,4 46,5 76,7 3,68 16 K6 20 2,40 219,9 59,0 73,3 4,35 18 K7 16 5,01 262,6 39,0 71,5 3,26 15 K8 30/1 18 3,63 249,6 49,5 81,0 4,70 15 K9 20 2,33 244,7 49,5 72,3 4,75 13 (S E, suyu emme süresi; S K, su emme kapasitesi; D A, atkı yönünde 10 saniyede dikey su emme yüksekliği; D Ç, çözgü yönünde 10 saniyede dikey su emme yüksekliği; D YA, 30 saniye sonunda su damlasının yayılma alanı; K S, 60 dakika sonunda kumaş üzerinde kalan su oranı) 3.1. Su Emme Süresi Kumaş ve iplik halindeki kasarlı pamuklu tekstil mamullerine uygulanan su damlası metodunda su emme özelliği, tekstil malzemelerinin suyu emme süresi olarak tanımlanmıştır [2]. Islanma süresi ne kadar kısa olursa sıvı, malzeme tarafından daha kolay ve hızlı emilmektedir. Tablo 1 incelendiğinde, aynı sıklık seviyesinde üretilmiş kumaşlar arasında en düşük su emme süresinin Ne 6/1 atkı ipliği ile dokunan kumaşlarda, en yüksek su emme süresinin Ne 30/1 atkı ipliği ile üretilen kumaşlarda ortaya çıktığı görülmektedir. Literatürdeki bulgulara göre [18,19], kalın ipliklerin ince ipliklerden daha hızlı suyu emdiği ve sonuçlarımızla tutarlı olduğu görülmektedir. Bunun yanında aynı numarada atkı ipliği ile üretilmiş olan kumaşlarda atkı sıklığı arttıkça suyu emme süresinin kısaldığı gözlenebilmektedir. Kumaştaki sıklık artışının gözenekliliği azaltmasına rağmen, kapilar ıslanmanın meydana gelmesi nedeniyle atkı sıklığı yüksek olan kumaşların su emme sürelerinin daha düşük olduğu düşünülmektedir [1, 20] Su Emme Kapasitesi Tablo 1 incelendiğinde, ıslanma değerleri açısından aynı sıklık seviyesinde dokunmuş olan kumaşlar arasında atkı ipliği inceldikçe ve aynı numarada atkı ipliği ile dokunmuş kumaşlar arasında atkı sıklığı azaldıkça yüzdesel su emme değerinin arttığı gözlenmektedir. Konu ile ilgili geçmiş çalışmalar incelendiğinde, kumaşların sıklık ve lif incelik değerlerinin artmasıyla su emme değerlerinin azaldığı, ayrıca kumaş içindeki iplikler arası boşlukların kumaş emme davranışında büyük etkiye sahip olduğu görülmektedir [21,22]. Çalışma kapsamında kullanılmış olan kumaşlarda atkı iplik numarası ve atkı sıklığına bağlı olarak değişen gözenekliliğin, kumaşların su emme yeteneği üzerinde etkili olduğu düşünülmektedir Dikey Su Emilim Yüksekliği Toplam su transfer özelliğini karakterize etmesi açısından atkı ve çözgü yönünde dikey su emilim yüksekliği değerlerinin çarpımıyla hesaplanan alan ıslanma alanı olarak tanımlanmıştır [23]. Islanma alanının zamana bağlı değişiminin verildiği Şekil 1 de, kumaş ıslanma alanının test süresince arttığı, fakat bu artışın zamanla daha düşük oranda gerçekleştiği görülmektedir. On dakika sonunda, aynı atkı sıklık seviyesinde dokunmuş olan K S (%) 218

5 Benek Alanı (cm 2 ) Islanma Alanı (cm 2 ) kumaşlar içerisinde Ne 6/1 atkı ipliği ile dokunmuş olan kumaşlar en yüksek ıslanma alanına, Ne 30/1 atkı ipliği ile dokunmuş olan kumaşlar ise en düşük ıslanma alanına ulaşmaktadır Süre (dakika) Şekil 1. Islanma alanı Atkı İplik Mekanik Numarası (Ne) Atkı Sıklığı (tel/cm) 6/1 16 6/1 18 6/ / / / / / / Damla Yayılma Hızı Testi Kumaş yüzeyine damlatılan belirli miktar sıvının kumaş yüzeyindeki yayılma miktarının tespit edildiği damla yayılma hızı testinin değerlendirilmesi gözenekli tekstil yapısında sıvının yayılımı sonucu düzgün bir dairesel alan oluşmadığı için daldırma, dikey ve yatay ıslanma testleri gibi sınırsız sıvı kaynağının bulunduğu test yöntemlerine göre daha karmaşıktır (24). Şekil 2 de su damlasının kumaş üzerine düştüğü başlangıç anından (Ba) itibaren 15, 30 ve 60 saniye sonra alınan görüntülerden su damlasının kumaş içinde yayıldığı alan verilmektedir. Suyun kumaş içerisinde ilk 15 saniyede hızlı bir şekilde yayılmasına rağmen, ilerleyen sürede absorbsiyon hızında düşme olduğu gözlenmiştir. 6 5 Mekanik (tel Atkı Ne 6/ Kuruma Davranışları Atkı Ne 20/1 Süre (sn) Şekil 2. Damla ıslatma alanı Atkı Ne 30/1 Şekil 3 incelendiğinde, aynı sıklık seviyesinde dokunmuş olan kumaşlar arasında en yavaş kurumayı Ne 6/1 atkı ipliği ile üretilmiş kumaşların gösterdiği görülmektedir. 60 dakika sonunda kalan su oranı değerleri açısından, aynı numarada atkı ipliği dokunmuş kumaşlar arasında atkı sıklığına bağlı olarak düzenli bir değişim gözlenmemiştir. 219

6 Kalan Su Oranı (%) Atkı Ne 6/1 Atkı Ne 20/1 Atkı Ne 30/1 Mekanik Atkı Sıklığı (tel/cm) Şekil 3. K s grafiği 4. SONUÇ İnsanın kendisini bir giysinin içinde konforlu hissedebilmesi için; giysinin hareket rahatlığı, kolay bakım, ısı geçirgenliği ve beğenilen tutum özelliklerinin yanı sıra iyi hidrofilite, sıvı transfer kapasitesi ve çabuk kuruma özelliklerini sağlaması gerekmektedir. Bu çalışmada aynı hammaddeden üretilmiş olan dokuz farklı yapıdaki dokuma kumaşın ıslanma özellikleri damla testi, dikey ıslanma testi, statik su emicilik testi ve damla yayılma hızı testi ile incelenmiştir. Ayrıca kumaşların kuruma süreleri belirlenmiştir. Dokunan kumaşların ıslanma ve kuruma özellikleri gerek atkı iplik numaraları değiştiği için, gerekse kumaş sıklıkları değiştiği için farklılık göstermektedir. TEŞEKKÜR Bu çalışmada yardımlarını esirgemeyen Öğr. Gör. Gamze Gülşen Bakıcı ya teşekkür ederim. REFERANSLAR [7] Aksoy A. ve Kaplan S., (2011), Tekstil Materyallerinde Sıvı Transfer Mekanizmaları ve Ölçüm Yöntemleri, Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi, Cilt 5, No 2, s [8] TS 866, (1985), Kasarlı pamuklu tekstil mamullerinin su emme özelliğinin tayini, TSE [9] DIN 53923:1978, (1978), Testing of Textiles; Determination of Water Absorption of Textile Fabrics [10] ASTM 4772:97, (1997), Standard test method for surface water absorption of terry fabrics (water flow) [11] Zervent B. ve Koç E., (2003), Havlu kumaşlarda hidrofilite ve hidrofiliteyi etkileyen parametrelerin incelenmesi, Tekstil&Teknik, Ağustos 2003, [12] Karahan M. ve Eren R., (2006), Experimental ınvestigation of the effect of fabric parameters on static water absorption in terry fabrics, Fibres&Textiles in Eastern Europe, vol 14, No 2(56), pp [13] Karahan M., (2007), Experimental ınvestigation of the effect of fabric construction on dynamic water absorption in terry fabrics, Fibres&Textiles in Eastern Europe, vol 15, No 3(62), pp [14] Germanova-Krasteva D.S., Kandzhikova G.D. and Bochev A.G., (2013), Influence of Terry Fabrics Structure on Dynamic Sorption, International Journal of Clothing Science and Technology, vol 25, No 4, pp

7 [15] Wardiningsih W., Troynikov O., (2012), Influence of cover factor on liquid moisture transport performance of bamboo knitted fabrics, The Journal of Textile Institude, 103(1), [16] Su C.I., Fang J.X. and Chen X.H., (2007), Moisture absorbtion and release of profilled polyester and cotton composite knitted fabrics, Textile Research Journal, vol.77, pp [17] Fangueiro R., Filgueiras A. and Soutinho F., (2010), Wicking behaviour and drying capability of functional knitted fabrics, Textile Research Journal, 80(15), [18] Barker R.L., (2002), From fabric hand to thermal comfort: The evolving role of objective measurements in explaining human comfort response to textiles, International Journal of Clothing Science and Technology, vol 14, pp [19] Petrulyte S., Baltakyte R., (2009), Liquid sorbtion and transport in woven structures, Fibres&Textiles in Eastern Europe, vol 17, no 2(73), pp39-45 [20] Bivainyte A., MikucionieneD., (2011),Investigation on the dynamic water absorbtion of double-layered weft knitted fabrics,fibres&textiles in Eastern Europe, 6(89), [21] Önal L., Arslan Ç. Paşayev N., (2013), Relation between structural parameters and drying properties of cotton knitted fabrics, Tekstil ve Konfeksiyon, 23(4), [22] Jhanji Y., Gupta D. and Kothari V.K., (2015), Liquid transfer properties and drying behaviour of plated knitted fabrics with varying fibre types, Indian Journal of Fibre&Textile Research, vol 40, pp [23] Laing R.M., Wilson C.A., Gore S.E. and Carr D.F., (2007), Determining the drying time of apparel fabrics, Textile Research Journal, vol 77(8), pp [24] A. Patnaik, R. S. Rengasamy, V. K. Kothari & A. Ghosh, (2006), Wetting and wicking in fibrous materials, Textile Progress, 38:1, 1-105, [25] A.Das,V.K. Kothari&M. Balaji, (2007), Studies on cotton acrylic bulked yarns and fabrics.parti:yarn characteristics,the Journal of The Textile Institute,98:3, , [26] Çil, MG., Nergis, U.B., Candan, C., (2009), An Experimental Study of Some Comfort-related Properties of Cotton Acrylic Knitted Fabrics, Textile Research Journal, 79(10): [27] Kim, S.H., Lee, J.H., Lim, D.Y., (2003), Dependence of sorption properties of fibrous assemblies on their fabrication and material characteristics, Textile Research Journal,73(5), [28] Turan, R.B., (2012), Kumaşların geçirgenlik özellikleri ile yapısal ve geometrik özellikleri arasındaki ilişkiler, DEÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, İzmir [29] Wang, F., Zhou, X., Wang, S., (2009), Development processes and property measurements of moisture absorbtion and quick dry fabrics, Fibres&Textiles in Eastern Europe, 17(2), [30] Kaplan, S., (2009), Kumaşların Mekanik Özelliklerinden Ve Geçirgenlik Özelliklerinden Yararlanılarak Giysi Konforunun Tahminlenmesi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, İzmir 221