Reyhan OZCAN BERBER

XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2 – 5 Nisan 2014
OTOMOBİL DÖŞEMELİKLERİNDE YÜKSEK ISIL KONFOR
SAĞLAYACAK SÜNGER VE ASTAR ÖZELLİKLERİNİN
BELİRLENMESİ
Reyhan Özcan Berber1, Arzu Marmaralı2, Gözde Ertekin2
1
2
Martur Automotive Seating and Interiors, Bursa, Türkiye
Ege Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Tekstil Mühendisliği Bölümü, Bornova, İzmir, Türkiye
[email protected]
Otomobil koltuk döşemelikleri üç bileşenli bir yapıdan oluşmaktadır. Üst yüzeyinde ve zemininde kumaş
kullanılırken orta katmanda poliüretan bazlı laminasyon süngeri yer almaktadır. Konfor özellikleri iyileştirilmiş
döşemelik kumaşlar için üst yüzey kumaşının seçimi kadar alt katmanlarda bulunan sünger ve astar
materyallerinin seçimi de önemlidir. Çalışmada ısıl konforu yüksek otomobil döşemelikleri elde edebilmek
amacıyla dokuma ve örme kumaşların laminasyonunda kullanılacak uygun astar ve sünger materyalinin
belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla gerçekleştirilen çalışmada %100 PES iplikten üretilmiş dokuma ve örme
yapılarında üst yüzey kumaşları ile iki farklı sünger materyali ve dört farklı astar kumaşı ile denemeler
gerçekleştirilmiştir.
Anahtar Kelimeler: otomobil döşemelik kumaşı, ısıl konfor, sünger, astar
1. GİRİŞ
Otomobil koltuk döşemelikleri genellikle üç bileşenden oluşmaktadır. Üst yüzeyinde ve
zemininde kumaş kullanılırken orta katmanda poliüretan bazlı laminasyon süngeri yer
almaktadır (Şekil 1). Döşemelik kumaşın kullanım amacı estetik, konfor ve aşınma dayanımı
sağlamaktır.
Şekil 1. Otomobil koltuk döşemelik kumaşı bileşenleri[1]
Üst yüzey kumaşı olarak örme, dokuma ve nonwoven yüzeyler kullanılmakta ise de genellikle
dokuma ve örme kumaşlar tercih edilmektedir. Üst yüzey için en yaygın olarak kullanılan lif
poliester lifleridir [1,2].
Laminasyon süngeri, dikiş hattındaki dikişlerin yeterli derinlikte olmasını, koltuk üzerindeki
düzgün olmayan yüzeylerin üzerini kapatarak oturan kişilerin rahatlık hissetmesini, kumaşın
üst yüzünün kırışmasını ve torbalanmasını önler. Laminasyon süngeri olarak genellikle
polyesterpolyüretan veya polieterpolyüretan bazlı malzemeler tercih edilmektedir [2, 3].
En altta yer alan astar kumaşın; kumaşın koltuk iskeletine giydirilmesini kolaylaştırması,
laminasyon süngerinin aşınmasını/yıpranmasını önlemesi istenir. Esneklik sağlamak için astar
olarak özellikle örme kumaşlar tercih edilirken materyal olarak poliamid ve polyester lifleri
320
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2 – 5 Nisan 2014
kullanılmaktadır [4].
Üst yüzeyde kullanılan döşemelik kumaş ile zeminde kullanılan astar kumaştan beklentiler
farklı olduğundan, bu kumaşlarda kullanılan iplik tipi ve kumaş yapıları farklıdır. Üst yüzey
kumaşları daha kalın iplikler ile daha yüksek gramajda ve daha özel yapılarda üretilirken,
astar kumaşları daha ince ipliklerden, düşük gramajlı olarak üretilen genellikle atkı veya
çözgülü örme kumaş yapılarıdır [5, 6].
Astar olarak yuvarlak örme veya çözgülü örme kumaşlardan hangisinin kullanılacağı, üst
yüzeydeki döşemelik kumaşa bağlı olarak belirlenir. Nadiren de olsa dokuma veya nonwoven
astar kumaşlar da kullanılmaktadır. Dengeli uzama değerlerine sahip üç bileşenli yapı
oluşturmak amacıyla, üst yüzey kumaşı olarak dokuma gibi boyut stabilitesi yüksek kumaşlar
kullanıldığında, astar kumaşı olarak yuvarlak örme makinelerinde üretilmiş elastikiyeti
yüksek kumaşlar tercih edilmektedir. Üst yüzeyde örme gibi uzama değerleri nispeten yüksek
kumaşlar kullanıldığında ise, dengeli bir uzama değeri elde etmek amacıyla çözgülü örme
astar kumaş yapıları tercih edilmektedir.
Son yıllarda otomobil koltuk döşemelik kumaşlarından beklenen özelliklerden birisi ısıl
konfor sağlamasıdır. Koltuklarda ısı ve nem artışı, kişileri çok rahatsız eden unsurlardır [1].
Otomobilde otururken insan vücudunun ¼’ünün koltukla temas ettiği düşünüldüğünde,
üreticilerin otomobilin yalnızca teknik, mekanik ve estetik özelliklerini iyileştirmekle
kalmayıp, konfora yönelik özelliklerini de geliştirme gerekliliği ortaya çıkmaktadır.
Otomobillerde konfor, insanların araç içerisinde temas ettiği koltuk döşemelikleriyle ve
koltuğun bileşenleriyle yakından ilgilidir [5]. En önemli faktör oturan kişinin kılıf, sünger ve
koltuk komponentlerinden ısı, hava ve nem transferidir. Daha yüksek nem transferi ve hava
geçirgenliği konforu arttırır ve yorulmayı azaltır [7]. Bu nedenle koltuk döşemeliklerinde
hava, su buharı ve ısı geçirgenliği uygun olan materyaller tercih edilmektedir [1].
Bu araştırmada ısıl konforu yüksek otomobil döşemelikleri elde edebilmek amacıyla dokuma
ve örme kumaşların laminasyonunda kullanılacak uygun astar ve sünger materyalinin
belirlenmesi amaçlanmıştır. Deneysel çalışmada %100 PES iplikten üretilmiş dokuma ve
örme yapılarında üst yüzey kumaşları ile iki farklı sünger materyali ve dört farklı astar kumaşı
ile denemeler gerçekleştirilmiştir. Üretilen kumaşların ısıl konfor özellikleri test edilmiş ve
uygun astar ve sünger yapıları belirlenmiştir.
2. MATERYAL-METOT
Çalışmada üst yüzey kumaşı olarak polyester iplikten interlok yapısında örme kumaş ve
panama yapısında dokuma kumaşlar üretilmiştir. Her iki kumaş da piyasada araç içi
döşemelik kumaşı olarak kullanılmaktadır. Tablo 1’de verilen deney planından görüleceği
üzere, dokuma ve örme üst yüzey kumaşlar farklı yoğunlukta sünger ve farklı gramajda
astarlar ile lamine edilmiştir. Dokuma üst yüzey kumaşları için yuvarlak örme, örme üst
yüzey kumaşı için çözgülü örme astar yapıları kullanılmıştır. Çalışmada kullanılan süngerler
polyesterpolyüretan bazlıdır. Astarlar polyester iplikten üretilmiştir. Tüm kumaşlar alevli
laminasyon yöntemi ve aynı parametreler ile lamine edilmiştir.
321
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2 – 5 Nisan 2014
Tablo 1. Yüksek ısıl konfor sağlayacak sünger ve astar malzeme seçimi için deneme planı
D-26-YÖ30
Üst Yüzey
Kumaş Yapısı
Dokuma
Sünger Yoğunluğu
(g/m3)
26
Astar Yapısı/Gramajı
(g/m2)
Yuvarlak Örme/30
D-26-YÖ50
Dokuma
26
Yuvarlak Örme/50
D-32-YÖ30
D-32-YÖ50
Dokuma
Dokuma
32
32
Yuvarlak Örme/30
Yuvarlak Örme/50
YÖ-26-ÇÖ50
YÖ-26-ÇÖ60
YÖ-32-ÇÖ50
YÖ-32-ÇÖ60
Yuvarlak Örme
Yuvarlak Örme
Yuvarlak Örme
Yuvarlak Örme
26
26
32
32
Çözgülü Örme/50
Çözgülü Örme/60
Çözgülü Örme/50
Çözgülü Örme/60
Kumaş Kodu
Üretilen numunelerde kalınlık, ısıl iletkenlik, bağıl su buharı geçirgenliği, hava geçirgenliği
gibi ısıl konfor parametreleri test edilmiştir. Isıl iletkenlik, ve kalınlık değerleri Alambeta
cihazında; bağıl su buharı geçirgenliği TS EN 31092 standardına uygun olarak Permetest
cihazında; hava geçirgenliği değerleri TS 391 standardına uygun olarak Textest FX 3300
cihazında ölçülmüştür. Kalınlık, ısıl iletkenlik ve bağıl su buharı geçirgenliği ölçümleri
laboratuvar koşullarında beş tekrarlı, hava geçirgenliği testi 10 tekrarlı olarak
gerçekleştirilmiş ve test sonuçları istatistiksel olarak değerlendirilmiştir.
Varyasyonların istatistiksel olarak önem derecesini belirlemek için tek yönlü varyans analizi
yapılmıştır. Bu analizler ile elde edilen “p” değerleri, değişimin önemlilik düzeyini
belirlemede kullanılmıştır. “p” değerinin 0.05'den büyük olması durumunda değişimin önemli
olmadığı ve ihmal edilebileceği kabul edilmektedir. Varyans analizleri sonucunda birbirinden
farklılığı önemli olmayan materyaller aynı alt gruplar içerisinde değerlendirilmiştir.
3. BULGULAR ve TARTIŞMA
Kumaşların ortalama ölçüm sonuçları Tablo 2'de yer almaktadır.
Tablo 2. Ortalama kalınlık, ısıl özellikler, hava geçirgenliği ve su buharı geçirgenliği değerleri
Kumaş Kodu
Kalınlık
(mm)
Isıl İletkenlik
(W/m K)
Bağıl Su Buharı
Geçirgenliği (%)
Hava Geçirgenliği
(l/m2/s)
D-26-YÖ30
D-26-YÖ50
1.61
2.00
0.04455
0.04177
31.67
31.07
200.1
207.8
D-32-YÖ30
D-32-YÖ50
2.04
1.77
0.04222
0.04473
29.00
27.47
182.7
181.5
YÖ-26-ÇÖ50
2.14
0.04426
31.73
1038.8
YÖ-26-ÇÖ60
YÖ-32-ÇÖ50
YÖ-32-ÇÖ60
2.58
2.40
2.56
0.04369
0.04513
0.04530
27.87
25.23
28.53
912.9
702.4
631.2
322
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2 – 5 Nisan 2014
3.1 Sünger ve Astar Materyali Değişiminin Hava Geçirgenliğine Etkisi
Hava geçirgenliği, bir materyalden birim basınçta, birim alandan, belirli bir zamanda geçen
hava miktarı olarak ifade edilir (lt/m s). Hava geçirgenliği yüksek olan kumaşların ısı transfer
özellikleri daha iyidir. Bu sayede kişinin daha konforlu hissetmesi sağlanır.
Şekil 2. Sünger ve astar materyali farklı kumaşların hava geçirgenliği ve kalınlık değerleri
Tablo 3. Sünger ve astar materyali farklı kumaşların hava geçirgenliği sonuçlarının istatistiksel değerlendirmesi
a- Dokuma Kumaşlar b- Örme Kumaşlar
Çalışmada üretilen dokuma ve örme kumaşların hava geçirgenliği değerleri arasındaki fark
istatistiksel açıdan önemlidir. Her iki kumaş grubu için p=0,000’dır.
İstatistiksel değerlendirmeler üst yüzeyi dokuma olan kumaşlar için astar kumaş gramajının
lamineli kumaşın hava geçirgenliğine etkisinin önemsiz olduğunu göstermektedir. Sünger
yoğunluğunun etkisi ise önemli seviyededir ve yoğunluğu yüksek olan sünger kullanıldığında
lamineli kumaşların hava geçirgenlikleri de beklendiği gibi azalmaktadır.
Üst yüzeyi örme kumaştan lamineli kumaşlar için hem sünger yoğunluğu ve hem de astar
kumaşın gramajı hava geçirgenliği üzerinde önemli etkiye sahiptir. Dokuma yüzeyli
kumaşlarda olduğu gibi, örme yüzeyli kumaşlarda da sünger yoğunluğu arttıkça hava
geçirgenliği değeri azalmaktadır. Aynı sünger yoğunluğuna sahip olan lamineli kumaşlarda
astar kumaşı gramajı yüksek olan kumaşların hava geçirgenliği değeri daha düşüktür (Tablo5b). Bu durumun artan sünger yoğunluğu ile astar kumaş gramajının daha kapalı bir yüzey
oluşturmasından kaynaklandığı düşünülmektedir.
323
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2 – 5 Nisan 2014
3.2 Sünger ve Astar Materyali Değişiminin Isıl İletkenliğe Etkisi
Isıl iletkenlik bir materyalden, birim kalınlıkta, 1oC sıcaklık farklılığında geçen ısı miktarıdır.
Isıl iletkenlik değeri kumaş kalınlığı ile ters orantılıdır.
Şekil 3. Sünger ve astar materyali farklı kumaşların ısıl iletkenlik ve kalınlık değerleri
Tablo 4. Sünger ve astar materyali farklı kumaşların ısıl iletkenlik sonuçlarının istatistiksel değerlendirmesi
a- Dokuma Kumaşlar
b- Örme Kumaşlar
Dokuma ve örme kumaşların ısıl iletkenlik değerleri arasındaki fark istatistiksel açıdan
önemlidir. Her iki kumaş grubu için p=0,000’dır.
Eldeki veriler ile üst yüzeyi dokuma olan lamineli kumaşların ısıl iletkenlik değerine, astar
kumaşı gramajının ve sünger yoğunluğunun etkisi hakkında genel bir sonuç çıkartmak
mümkün değildir. Bu amaçla, daha fazla astar kumaş gramajı ve sünger yoğunluğu değerleri
ile denemelerin tekrarlanması gereklidir. Şekil 3’den kalınlık değeri düşük olan lamineli
kumaşların ısıl iletkenlik değerlerinin daha yüksek olduğu belirgin bir şekilde görülmektedir.
Bu sonucu literatürde belirtildiği gibi ısıl iletkenliğin en fazla kumaş kalınlığından etkilendiği
şeklinde açıklamak mümkündür.
Üst yüzeyi örme olan lamineli kumaşlar incelediğinde, sünger yoğunluğu düşük olan
numuneler için ısıl iletkenlik değerinin daha düşük değere sahip olduğu görülmektedir. Bu
324
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2 – 5 Nisan 2014
sonucun kalınlıkları aynı olan süngerlerden, 32 g/m3 olanın içerisinde bulunan hava
miktarının daha fazla olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Ancak astar kumaş
gramajının lamineli kumaşın ısıl iletkenlik değerine etkisi konusunda genel bir değerlendirme
yapılamamıştır.
3.2 Sünger ve Astar Materyali Değişiminin Bağıl Su Buharı Geçirgenliğine Etkisi
Bir tekstil yüzeyinin bağıl su buharı geçirgenliği, terleme ile oluşan buhar veya terin kumaş
kesiti boyunca ortama transfer edilebilme yeteneği olarak ifade edilir. Eğer kumaşın su buharı
geçirgenliği değeri düşük, yani buhar direnci yüksek ise, vücutta depolanan ısı ve dolayısıyla
ter uzaklaştırılamayacağından konforsuz bir his meydana gelmektedir.
Şekil 4. Sünger ve astar materyali farklı kumaşların su buharı geçirgenliği ve kalınlık değerleri
Tablo 5. Sünger ve astar materyali farklı kumaşların bağıl su buharı geçirgenliği sonuçlarının istatistiksel
değerlendirmesi
a- Dokuma Kumaşlar b- Örme Kumaşlar
Çalışmada üretilen dokuma ve örme yüzeyli lamineli kumaşların bağıl su buharı geçirgenliği
değerleri arasındaki fark istatistiksel açıdan önemlidir. Her iki kumaş grubu için p=0,000’dır.
Dokuma yüzeyli kumaşlarda sünger yoğunluğu ve astar gramajı değerlerindeki artışın su
buharı geçirgenliği değerinde azalmaya yol açtığı görülmektedir (Şekil 3). Yoğunluğu 26
g/m3 olan süngerli dokuma kumaşlarda astar gramajı değişiminin etkisi istatistiksel açıdan
önemsiz seviyededir (Tablo 4-a).
Üst yüzeyi interlok örme kumaşlar arasında kalınlığı en düşük olan kumaşın (YÖ-26-ÇÖ50)
bağıl su buharı geçirgenliğinin en yüksek değere sahip olduğu görülmektedir. Astar kumaşı
325
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2 – 5 Nisan 2014
60 g/m2 olan lamineli kumaşlar (YÖ-26-ÇÖ60 ve YÖ-32-ÇÖ60) için kalınlık değerleri gibi
bağıl su buharı geçirgenliği değerleri de neredeyse aynıdır. Bu da kumaş kalınlığının bağıl su
buharı geçirgenliği üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir.
4. SONUÇ
Çalışmada ısıl konforu yüksek otomobil döşemelikleri elde edebilmek amacıyla dokuma ve
örme kumaşların laminasyonunda kullanılacak uygun astar ve sünger materyalinin
belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla %100 PES iplikten üretilmiş dokuma ve örme
yapılarında üst yüzey kumaşları ile iki farklı sünger materyali ve dört farklı astar kumaşı ile
denemeler gerçekleştirilmiştir.
Çalışmada üretilen kumaşların hava geçirgenliği, ısıl iletkenlik ve su buharı geçirgenliği
değerleri incelendiğinde; sünger yoğunluğu ve astar kumaşı gramajı ile mamul kumaş kalınlık
değerlerinin ölçümler üzerine etkisinin istatistiksel açıdan önemli olduğu görülmüştür. Tüm
numuneler için yoğunluğu yüksek sünger kullanıldığında hava geçirgenliği değeri
azalmaktadır. Üst yüzeyi dokuma kumaş olan lamineli kumaşlar için astar kumaş gramajının
hava geçirgenliği üzerine etkisi önemsizken, üst yüzeyi örme kumaş olan numuneler için astar
kumaş gramajı arttıkça hava geçirgenliğinde azalma meydana gelmektedir.
Denemeler sonucunda astar kumaş gramajı ve sünger yoğunluğu değişkenleri için sadece iki
farklı değer ile genel bir yorum yapmak mümkün olamamıştır. Ancak tüm numuneler için
kalınlık değeri düşük olan lamineli kumaşların ısıl iletkenlik değerlerinin daha yüksek olduğu,
tespit edilmiştir.
Dokuma yüzeyli kumaşlarda, yüksek sünger yoğunluğu ve astar gramajı değerleri için su
buharı geçirgenliği değeri daha düşüktür. Üst yüzeyi örme olan kumaşlarda ise kalınlık
değerinin su buharı geçirgenliği değerini doğrudan etkilediği ve kalınlık arttıkça geçirgenliğin
azaldığı görülmektedir.
5. KAYNAKLAR
[1] ARMAKAN, D. M., TARAKÇIOĞLU, I., ÖZEL M. Ç., KARGIN H., ŞAHİN İ., Otomobil
Koltuk Döşemeliklerinde Konfor, OTEKON’084. Otomotiv Teknolojileri Kongresi, Bursa, 2008
[2] FUNG W., HARDCASTLE M., Textiles in Automotive Engineering, The Textile Institute, 2001,
355p
[3] JERKOVIC I., PALLARES J.M., CAPDEVILA X., Study of the abrasion resistance in the
upholstery of automobile seats, AUTEX Research Journal, 2010, 10(1);14-20
[4] HORROCKS A.R., ANAND S.C., Handbook of Technical Textiles (2ndEdition), Woodhead
Publishing Limited, England, 2004, 559p
[5] HOEVAL B.T., 1999, New worldwide trends in automotive textiles, Technical Textiles, August,
42(37)
[6] ADANUR, S., Wellington Sears Handbook of Industrial Textiles, Technomic Publishing
Company, Inc., 1999, 523p.
[7] POWELL N. B., Design driven the development of new materials of automotive interiours,
Journal of Textile and Apparel, Technology and Management, 2004, 3(4):1-19
326