1. GİRİŞ
Giysilerin konfor özelliklerinin değerlendirilmesi son on yılda önemli bir hal almıştır. Teknik tekstillerin,
endüstriyel ve savunma amaçlı kullanımının yanı sıra, boş zaman aktivitelerinde kullanımının ve bunlarla
ilgili performans talebinin artması, bu tekstillerden üretilen giyim ürünlerinin değerlendirme yöntemlerini
de gündeme getirmiştir. Bu değerlendirmeyi yapmak amacıyla bazı test metotları ve cihazları
geliştirilmiştir. Yalnız, bir cihazdan elde edilen değer, diğer cihazlardan elde edilen değerlerden farklıdır
ve bu yüzden aynı kumaş söz konusu olduğunda dahi, iki farklı test metodu kullanıldığında elde edilen
ölçüm değerleri de farklı olmaktadır. Dolayısıyla iki değeri birbiriyle karşılaştırmak mümkün
olmamaktadır.
2. TEST METOTLARI
2.1. Turl Dish Metodu
Su buharı direncinin bir başka deyişle su buharı geçirgenliğinin ölçümünde en yaygın kullanılan test
metodudur. Bu cihazda, ASTM E96-80 standardına göre iki farklı alt ölçüm metodu kullanılmaktadır.
Test için öncelikle derin olmayan ağız açıklık değeri en az 3000 mm2
alana sahip olan bir kap alınarak
ağırlık ve boyut değerleri kaydedilir. Dessicant metodunda, anhidro kalsiyum klorür veya silika jel gibi
adsorbant bir malzeme tabakası (>12mm), numunenin 6 mm’lik kısmını içerecek şekilde kap içerisine
doldurulur. Test kabının ağız kısmı numune ile kaplı durumda iken, açık kalan kenarlar erimiş durumdaki
vaks ile mühürlenerek kapatılır. Daha sonra tüm sistemin ağırlığı tartılarak, hava sirkülasyonlu, sıcaklık
ve nem kontrollü bir test odası içerisine yerleştirilir. Ortam şartları olarak, standartta 32oC’lik bir sıcaklık
ve %50 veya %90 bağıl nem değeri tavsiye edilmektedir. Sistemde meydana gelen ağırlık artışı, en az 10
veri alınarak değerlendirilir ve ağırlığa karşı zaman grafiği çizilerek doğrunun eğiminden G/t değeri elde edilir. Burada G ağırlığı (g), t zamanı (h) ve A maruz bırakılan numunenin m2 cinsinden alanını ifade etmektedir. Su buharı geçirgenliği (WVT) Formül 1 kullanılarak hesaplanabilmektedir
Su metodunda ise, test kabı 3-5 mm yüksekliğinde distile edilmiş su ile doldurularak, numuneden 20 mm
açıklıklı bir hava boşluğu bırakılması sağlanır. Test prosedürü ve kullanılan geçirgenlik formülü
Dessicant Metodu ile aynıdır [2, 3].
2.2. Terleyen Korumalı Sıcak Plaka Metodu (Sweating Guarded Hot Plate Method)
Su buharı geçirgenliği ölçümünde yaygın olarak kullanılan diğer bir metot ta Terleyen Korumalı Sıcak
Plaka metodudur. Bu aparat, su buharı direncini EN 31092 ve ISO 11092 standardına göre ölçmektedir ve
terlemeyi simule etmek amacıyla ısıtılmış sıcak bir plaka kullanılmaktadır.
Prensipte, plaka vücut sıcaklığına ısıtılmakta ve daha sonra ısıtılmış plakanın yüzeyinden buharlaşıp dış
ortama kumaş yoluyla difuze edilen su buharına karşı konulan direnç ölçülmektedir. Plakanın test alanı
25.4 × 25.4 cm2
’lik bir alanı kapsamakla birlikte koruma alanını da dahil ettiğimizde bu alan 50.8 × 50.8
cm
2’ye ulaşmaktadır. Koruyucu ısıtıcının görevi, ana ısıtıcıdan gelen ya da ana ısıtıcıya doğru meydana
gelen yanal ısı akışını önlemektir. Đkinci bir ısıtıcı, ana ısıtıcının altında, koruyucu ısıtıcıların arasında yer
alır ve test numunesinden uzaklaşan eksen boyunca meydana gelen ısı akışını önlemek için kullanılır.
Aparat 35 0C’deki sıcaklığı koruyan iki tabakalı bir metal bloktan oluşmaktadır. Isıtılmış bloğun üst
tabakası gözeneklidir ve alt tabakanın üst yüzeyi suyun gözenekli tabakaya beslenebileceği kanallar
içermektedir. Gözenekli tabakanın üst yüzü sıvı suyu geçirmeyen fakat su buharını geçiren selofan bir
membran ile örtülüdür. Su, gözenekli plakaya beslenir ve dozajlama ünitesi ile sabit bir seviyede tutularak
sabit oranda buharlaşma sağlanır. Plakanın altı ve kenarları yalnızca plakanın üst seviyesinden ısı kaybına
izin veren ısıtılmış bir muhafaza ile çevrelenmiştir. Test sırasında plaka sıcaklığı 35 ± 0.5 ºC’de sabit
tutulurken, aparat 20 0C ve % 40 bağıl nemdeki atmosfer şartları içerisinde kullanılır. Bu yüzden kuru ısı
kaybı için bir sıcaklık değişkeni söz konusu değildir. Plaka üzerine yerleştirilen test numunesinin
ıslanmaması için bir PTFE sıvı bariyer tabakası kullanılarak, sadece su buharının test numunesiyle temas
halinde bulunması sağlanır. Sistem belirtilen toleranslar dahilinde ideal sıcaklık dengesinde 1 saat
bekletilir ve 5 dakika boyunca ölçüm verileri bilgisayar yoluyla ölçülür ve 3 farklı numune ile bu işlemler
tekrarlanır. Su buharı transferinin toplam ısı direnci Formül 2 kullanılarak hesaplanmaktadır [1, 4].
2.3. Upright and Inverted Cup (UICM) Metodu
Bu test metodunda su buharı iletim oranı JIS L 1099 B2’ye göre ölçülmektedir. Potasyum asetat, kumaşın
bir yüzünde yaklaşık olarak % 23 bağıl nemde desiccant olarak kullanılır. Su buharı geçirgen kap, bir
plastik (çapı 7 cm, uzunluğu 9.2 cm ) kap üzerine PTFE film yerleştirilerek ve kauçuk bantla sabitlenerek
hazırlanır. Filmle kaplamadan önce kabın yaklaşık olarak üçte ikisi dolacak şekilde potasyum asetat
çözeltisi konulur. Numuneler destekleyici test çerçevesi ( çapı 8.2, uzunluğu 5.6 cm) üzerine yerleştirilir
ve bunların üzerine bir PTFE film konularak kauçuk bant ile sabitlenir. Numune kümesi 23 ºC sıcaklıkta
su içeren tankın üzerine batmayacak şekilde sabitlenir. Filmin üst tarafına gelecek şekilde, test kümesinin
ağırlığı ölçüldükten sonra test kümesi altüst edilerek destekleyici çerçeveye yerleştirilir. Bu çerçeve
30±2 ºC sıcaklıkta hava sirkülasyonunun olduğu sabit sıcaklık aparatına konulur. 15 dakika sonra test
ünitesi aparattan çıkarılarak tartılır. Su buharı geçirgenliği Formül 3’e göre hesaplanır. 3 numuneden elde
edilen sonuçların ortalaması alınır ve g/24 h/m2 birimine çevrilir [4].
2.4. Döner Platform Metodu
BS 7209-90 metodunda nefes alabilen kumaşlar için su buharı geçirgenlik indeks yüzde değerinin (I)
belirlenmesi, ASTM metodunda tanımlanan Su Metodu ile benzerlik göstermektedir. Bununla birlikte, bu
tanımlamada su buharı geçirgenliği için test numuneleri ile birlikte daha önceden belirlenmiş bir referans
kumaş örneği kullanılmakta ve su buharı geçirgenlik değerlerinin oranlarının hesaplanması ile I değeri belirlenmektedir. Burada standart oranlarda açık alana sahip (% 12,5)Prosedüre uygun olarak, test numuneleri ve referans numune, distile edilmiş su içeren test kabının açık
ağzı üzerine belirli boyutlara sahip bir halka ile kapatılır. Su miktarı, numunenin alt kısmı ile su yüzeyi
arasında 10±1 mm yüksekliğinde durgun bir hava boşluğu kalacak şekilde ayarlanır. Test kabının ağız
kısmında bulunan numune taşıyıcısı, numunenin aşağıya doğru çökerek arada bulunan hava tabakasının
kalınlığının değişmesini önlemektedir. Numune setleri, döner bir platform üzerinde bulunmaktadır.
Numune setleri ile döner platform %65 bağıl nem ve 20oC sıcaklık değerine sahip çevresel oda şartlarında
bulunmaktadır. Test kabının üzerinde durgun bir hava tabakasının oluşmasını önlemek amacıyla,
platformun belirli bir düşük hız seviyesinde dönmesi gerekmektedir. Bu işlem sırasında, kap içerisinde
bulunan durgun hava tabakasının yüksekliğinde dönme hareketine bağlı olarak değişim oluşmamasına
özen gösterilmelidir. Test kapları, su buharının dengelenmesine izin verecek şekilde 1 saatlik periyotlar
ile tartılır. Daha sonra test kapları, tekrar oda içerisinde bulunan döner platform üzerine konularak 5
saatlik bir süre boyunca deneye devam edilir ve süre sonunda tekrar ağırlık ölçümleri yapılır. Her iki
tartım sonucunda test kabında meydana gelen azalma miktarından su buharı geçirgenlik indeks değeri (I)
Formül 4 ve 5 kullanılarak hesaplanır [3].
2.5. Gözenekli Konveksiyon/Difüzyon Test Metodu (Dynamic Moisture Permeation Cell - DMPC)
DMPC, su buharı difüzyon direnci ve/veya su buharı geçirgenlik oranını ölçmek amacıyla Phil Gibson
tarafından geliştirilmiştir. 2003 yılında, Koruyucu Giysiler F23 Komitesi, bu metodu ASTM F 2998
(Standard Test Methods for Water Vapor Diffusion Resistance and Air Flow Resistance of Clothing
Materials Using by Dynamic Moisture Permeation Cell) standardı olarak kabul etmiştir.
Kuru ve su ile doygun nitrojen karışımı akışı, test ünitesinde yerleştirilen test numunesinin üst ve alt
yüzeyinden geçirilmektedir. Ünitenin üst ve alt segmentlerindeki bağıl nem, kuru ve doygun nitrojen gaz
miktarı kontrol edilerek belirlenmektedir. Giren ve çıkan nitrojen akışının bağıl nemi, sıcaklık ve gaz akış
oranı bilinerek, numunenin su buharı direnci hesaplanabilmektedir. Standartta, su buharı direnci, üst
segmentte % 95 bağıl nem ve alt segmentte % 5 bağıl nem ile birlikte % 90 maksimum nem oranı olarak
ölçülmektedir.
20±10C sıcaklıkta ve 2000 cm3
s
-1 nitrojen gaz akış oranında sağlanan koşullarda üç test numunesi (2.5 x 2
cm boyutlarında) test edilmektedir. Kumaş üst ve alt segment arasında sabitlenerek bilgisayar kontrollü
olarak test edilir. Program başladığında, bilgileri toplayarak her bir dakika için su buharı difüzyonu
direncini hesaplamaktadır. Numune sabit koşullara ulaştıktan sonra, en düşük on verinin ortalaması
hesaplanmaktadır. Su buharı difüzyonu direnci Formül 5’e göre hesaplanır [4, 6].
2.6. Permetest (ISO 11092 Standardı Metodu)
Herhangi bir numune ebat tanımlaması yoktur ve numune boyutları ölçüm doğruluğunu etkilemez.
Böylece materyallere zarar vermeden ürün halinde bile ölçüm yapmak mümkündür. Permetest cihazında
yapılacak buhar geçirgenliği ölçümleri için önce referans kumaş numunesi kullanılır. Bu kumaşın özelliği
daha önceden ilgili standarda göre Ret (su buharı direnci)değerinin bulunmuş olmasıdır. Bu numune
kullanılarak test yapılan laboratuardaki geçirgenlik katsayısı C bulunur. Đlgili parametreler formülde
yerine yazılarak Ret değeri bulunur.
Ölçüm kafasının bir parça kavisli ve gözenekli yüzeyi isteğe bağlı olarak sürekli ya da aralıklı olarak
nemlendirilir ve bir rüzgar kanalı içerisinde yer alan, ayarlanabilir hızda olan paralel hava akışına maruz
bırakılır. Test edilecek numune, çapı yaklaşık 80 mm olan nemlendirilmiş alandan çok az bir mesafe
uzaklıkta bulunan ve yüksek termal iletkenlik özelliğine sahip alan içine yerleştirilir.
Sıvı suda buharlaşıp aktif gözenekli yüzeyden uzaklaşan ısı miktarı özel bir entegre sistem ile ölçülür.
Böylece kısa sürede tüm sistem başarılı bir ölçüm işlemi gerçekleştirilir ve tam sinyal birkaç dakika
içerisinde alınabilir. Ölçümün başında numune yer almaksızın meydana gelen ısı akışı q’ho ölçülür. Daha
sonra, ölçüm kafası aşağı çekilir ve numune kafa ile rüzgar kanalının arasına sıkıca yerleştirilir. Gösterge,
numunede farklı sıcaklık etkisini kısa sürede yansıtır, sinyal birkaç dakika içerisinde sabit hale gelir ve
numuneyle kaplı nemlendirilmiş ölçüm kafasından kaybedilen ısı miktarını ifade eden q’hs değeri yeni
değer olarak okunur. Sinyalin sabit hale geldiği bu nokta, materyalin su buharı geçirgenliğini ifade
etmektedir [7].
3. SONUÇLAR
Bu çalışma kapsamında tekstil materyallerinin su buharı geçirgenliğinin ölçümünde günümüzde ön plana
çıkan test metotları incelenmiş, bu metotlara ait test parametreleri ve test cihazları araştırılmıştır. Test
yöntemleri arasında herhangi bir korelasyonun olmadığı ve her bir test metodundan elde edilen su buharı
geçirgenlik değerinin birim olarak ifadesinin birbirinden farklı olduğu görülmüştür. Ayrıca dünyada su
buharı geçirgenlik değeri ile ilgili herhangi bir standart değerin bulunmayışı da göz önüne alınırsa bu
durum test sonuçlarının karşılaştırılması ve kabul görmesi açısından büyük bir problem teşkil etmektedir.
Genel olarak test parametreleri açısından bir değerlendirme yapıldığında şu sonuçlar dikkat çekmektedir;
- En ideal test sıcaklığının vücut sıcaklığımız olan 37 0C’ye en yakın sıcaklıklar olması aşikardır.
Ancak her yöntemin sıcaklık değerleri birbirinden farklıdır. Bu açıdan en uygun yöntem EN
31092 - ISO 11092 standartlarında kullanılan Terleyen Korumalı Sıcak Plaka metodudur.
- Test süresi açısından karşılaştırırsak, en kısa sürede sonuç alınabilen yöntem ISO 11092 standardı
metoduna göre çalışan Permetest cihazıdır.
- Bütün test metottlarında belirli bir numune ebatı varken, Permetest metodunda numune boyutu
önemli değildir.
KAYNAKLAR
[1] Holmes, D. A., 2003, Teknik Tekstiller El Kitabı, Editörler, A. R. Horrocks, SS.C. Anand, The Textile
Institute, Türk Tekstil Vakfı, Meta Basım Matbaacılık, Woodhead Publishing Ltd., ISBN : I 85573
3854, pp 312-347.
[2] Collier, B. J., Epps, H. H., 1999, Textile Testing And Analysis, ISBN : 0-13-4882-14-8, pp. 280-301.
[3] Sen, A. K., Tech, M., 2001, Coated Textiles Principles And Applications, Technical Editor John
Damewood, ISBN : 1-58716-023-4.
[4] McCullough, E. A., Kwon, M., Shim, H., 2003, A comparison of Standard Methods for Measuring
Water Vapour Permeability of Fabrics, Measurement Science and Technology, 14, 1402-1408.
[5] Finn, J. T., 1999, Condensation Effects On Moisture Vapour Transfer Through Water-Resistant
Breathable Fabrics, Fibres to Finished Fabrics, Science/Dyeing and Finishing Groups Joint
Conference, The Textile Institute, ISBN : 1 870372360.
[6] Gibson, P., Rivin, D., Kendrick, C., 2000, Convection/Diffusion Test Method for Porous Textiles,
International Journal of Clothing Science and Technology, Vol.12, No.2, pp.96-113.
[7] Hes L., 2004, Marketing Aspects of Clothing Comfort Evaluation, X. International Textile and
Apparel Symposium, İzmir.
