Tekstil Materyallerinde Nem Ölçüm Yöntemleri

 

Tekstil materyallerinde sıvı transfer için yapılan ölçümler iki yönlüdür. İlk olarak sıvının absorbe olmadan damla halinde iken temas açısının ölçümüdür, ikinci olarak ise sıvının kumaş yüzeyine temas ettiği andan emilimin sonlandığı ana kadar geçen sürede kumaşta meydan gelen ıslanmanın ölçülmesidir. Sıvının emilimi için de iki farklı yöntem kullanılmaktadır. Bunlardan ilki liflerde meydan gelen kılcal emmeyi ölçmek için dikey test yöntemleridir. Diğeri ise alt ve üst yüzey de ıslanmanın oluşturduğu alanın ölçülmesi için kullanılan yatay test yöntemleridir.

Temas Açısı Ölçüm Yöntemleri

Bir sıvı damlasını katı yüzeyinde ki temas açısını ölçmek için tensiometri ve goniometriye dayalı metotlar kullanılmaktadır. Bu metotlar zamanla geliştirilerek optik ölçümlerle net ve doğru sonuçlar almak için kullanılmaktadır. Optik temas açısı sistemleri, damlanın görüntüsünü kaydetmekte ve otomatik olarak damlanın şeklini analiz etmektedir. Ölçümlerin hassas olması için ısı yayılımını en aza indirmiş LED ışıklar ile çözünürlüğü yüksek kameralar kullanılmaktadır.

Goclawski ve Urbaniak-Domagała (2008) tekstil yüzeylerine ADSA Sessile Drop Modeli uygulayarak ıslatma açısını ölçmüştür (Şekil 1.3). Bu ölçümleme ile hem gerçek tekstil yüzeyleri için yapılan sayısal prosedürler hem de temel çizginin tanımlanmasını ve temas açısının otomatik olarak ölçülmesini sağlayacak prosedürler sunulmuştur. 

Şekil 1.3: Sessile Drop Modeli

Damla uygun bir mercek seti ile donatılmış bir CCD kamera tarafından ve bir difüzör plakasından görülebilen ışık kaynağı ile aydınlatılmaktadır. Kamera tarafından elde edilen damla görüntüsü, bir çerçeve tutucusu vasıtasıyla bir bilgisayarın belleğine iletilmektedir ve MATLAB 7 ortamında bir dizi fonksiyon ile düşme şekli elde edilen görüntüden modellenerek temas açısı ölçümü yapılmaktadır. Önerilen temas açısı ölçümü yöntemi, düz tekstil numunelerine ve alt çizginin belirsizlik olmadığı durumlarda 90 °’den daha düşük temas açılarına sahip tekstil yüzeylerinde uygulanabilmektedir.

Sıvı Transfer Ölçüm Yöntemleri

Tekstil malzemelerinin sıvı ile teması sırasında oluşan kılcal emme davranışı ve sıvının kumaş içinde oluşturduğu emilim davranışı için iki farklı yöntem kullanılmaktadır. Kılcal olarak sıvının kumaş içinde gösterdiği davranış dikey emme test yöntemleri ile incelenmekte ve sıvının yüzeyde oluşturduğu emilim ise yatay emme testleri ile incelenmektedir.

Dikey Emme Ölçüm Yöntemleri

 ‘Şerit testi’ olarak da adlandırılan bu yöntem için kumaşlardan belirli ölçülerde belirli sayıda şeritler halinde numuneler alınmakta ve daha sonra bu numuneler belirli bir yükseklikte sabitlenerek dikey olarak belirli mesafede sıvı içine batırılmaktadır. Yine belirlenmiş süreler ile sıvının kumaş üzerinde ilerlemesi gözlemlenerek ölçümler alınıp değerlendirilmektedir. Şekil 1.4 dikey şerit testinin genel prensibini göstermektedir. 

Şekil 1.4: Klasik dikey kılcal emme test yöntemi

Dikey emme test yöntemleri için kullanılan standartlar:  

• ·         DIN 53924: Tekstil kumaşlarının su ile ıslanma hızı testi
• ·         BS 3424-18 21A ve 21B: Kılcallığa karşı direncin belirlenmesi testi
• ·         AATCC 197: Tekstil ürünlerinde dikey kılcal emme testi
• ·         ISO 9073-6: Dokusuz yüzeylerde malzemelerinin sıvı transfer testi

Yatay Emme Ölçüm Yöntemleri

Kumaşlarda ölçülen kılcallık testleri sıvının kumaş içinde oluşturduğu davranışını izlemek için oldukça önemli bir yer tutmaktadır. Ancak kumaşın emicilik özellikleri yatay emme testleri ile daha doğru sonuçlar elde edilmesini sağlayacaktır. Yatay emme test yöntemleri damlama testleri, gravimetrik testleri ve batma testleri ile ölçülmektedir. Yatay emme test yöntemleri için kullanılan standartlar aşağıda görülmektedir.

AATCC 79 standardına göre gergin bir şekilde kasnak üzerine yerleştirilen test numunesi üzerine belli bir yükseklikten bir damla su damlatılmakta ve bu damlanın emilerek gözden kaybolması için geçen süre ıslanma süresi olarak kaydedilmektedir.

AATCC 195 standardına göre test numunesinin üstünden ve altından yayılan sıvının hareketi, kumaşın alt ve üstüne yerleştirilen elektrik sensörlerinin sıvının kumaş tarafından emilip yayılarak gösterdiği elektriksel iletkenlik değişiklikleri ile izlenmekte ve değerlendirmeler yapılmaktadır.

AATCC 198 test yöntemi, yatay olarak hizalanmış kumaş örneklerinin sıvının yanlarında ve/veya içinden taşınabilme kabiliyetini değerlendirmek için kullanılmaktadır. Bu yöntem dokuma, örme veya dokuma olmayan kumaşlara uygulanabilmektedir.

BS3449 standardında ise, kumaşlarda emicilik süresi yerine yüzde emicilik değeri belirlenmektedir.

Damlama(Spot) Testi

Damlama testinde düz bir yüzey üzerine serbest ya da gergin bir şekilde yerleştirilen kumaş üzerine belirli bir mesafeden belirli bir miktarda sıvı damlatılması ile bu sıvının yüzeydeki hareketi incelenerek değerlendirmeler yapılmaktadır. Sıvının kumaş üstünde ki bu hareketi ile yapılan ölçümler aşağıdaki şekillerde olmaktadır.

1-      İşaret kağıdı ile manuel olarak

2-      Suyun iletkenlik özelliğinden faydalanarak kumaşın alt ve üst kısmına elektrik sensörleri kul1lanarak

3-      Kamera ile alınan görüntüleri; görüntü analiz yöntemleri ile ölçerek

4-      Mikro Bilgisayarlı Tomografi (Mikro-CT) kullanılarak kumaşın X-ray geçirgenlik ve yoğunluğuna bağlı olarak

Bu yöntemler ile belirli miktardaki damlanın üst ve arka yüzeyde oluşturduğu yayılım alanları, yayılım hızları ve süreleri gibi özellikler belirlenebilmektedir.

Gravimetrik Emicilik Testi

Bu cihaz ilk olarak 1982 yılında McConnell tarafından geliştirilmiştir. Şekil 1.5’de görüldüğü gibi bir sifonlama borusu yardımı ile sıvı haznesinden gözenekli cam plaka üzerindeki kumaş numunesine sıvı iletimi gerçekleşmektedir. Sıvı haznesinde bulunan sıvı miktarı sürekli elektronik bir tartı ile tartılmaktadır. Böylece kumaşın sıvıyı emme miktarı ve hızı hesaplanabilmektedir. 

Şekil 1.5: Gravimetrik yöntemle kılcal emme ölçüm düzeneği

Batma (Daldırma) Testi

Tekstil yüzeylerinde emme yeteneğinin belirlenmesi için kullanılan başka bir test yöntemi ise batma (daldırma) testidir. Bu yöntemin temel prensibi damıtılmış su ile dolu olan bir kap içerisine belirli bir yükseklikten belli boyutlarda hazırlanmış numunelerin bırakılarak tekstil yüzeyinin tamamen sıvı içerisine batması için geçen sürenin kaydedilmesidir.

T.C.
PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
TEKSTİL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
YÜKSEK LİSANS TEZİ 

NESİBE ÇİL
DENİZLİ, OCAK– 2020