Reyhan OZCAN BERBER
Transkript
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