Multifonksiyonel üç boyutlu koruyucu giysi kumaşı tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of multifunctio nal three dimensional fabric for protective clothin
Yazar: ÇAĞRIALP ARSLAN
Danışman: PROF. DR. LEVENT ÖNAL
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Koruyucu giysilerin kullanıcıyı koruma işlevini yerine getirirken giyim konforunu da sağlaması beklenmektedir. Çok katmanlı bir kumaş yapısına sahip olan koruyucu giysi sisteminde, fiziksel aktivite esnasında oluşan terin dış ortama transferi veya terlemeyi azaltma fonksiyonu çoğunlukla göz ardı edilmekte veya etkin biçimde gerçekleşememektedir. Bundan dolayı, koruyucu giysi tasarımı bir bütün olarak ele alınıp, özellikle astar kısmı dikkate alınarak uygun konfor özelliklerini sağlama işi; gerek kumaş yapısı, gerekse lif seçimi bazında dikkatle yapılmalıdır. Fonksiyonel liflerin seçimi ve kumaşla uyumu bu açıdan önem göstermektedir. 
Bu çalışmanın amacı, koruyucu giysilerin astar kısmında uygulanmak üzere; özel iplikler kullanılarak yuvarlak örme teknolojisi ile üretilen üç boyutlu boşluklu örme (ÜBBÖ) kumaşlara güç tutuşurluk, termofizyolojik konfor ve antistatiklik gibi multifonksiyonel özelliklerin tek bir yapıda kazandırılmasıdır.
ÜBBÖ kumaşların ön yüz, arka yüz ve hav bölgelerinde farklı konfigürasyonlar ile Ne30 numara kesikli Kermel®, Lenzing FR®, Nexylon FR®, Twaron®, pamuk, viskon ve karbon liflerinin farklı karışım oranlarını içeren kompozit iplikler kullanılmıştır. Pamuk ve viskon içerikli ÜBBÖ kumaşlar termofizyolojik konfor açısından karşılaştırma yapmak üzere referans kumaş olarak üretilmiştir. ÜBBÖ kumaşlara güç tutuşurluk, termal analiz, termofizyolojik konfor (hava geçirgenliği, su buharı geçirgenliği ve termal direnç), boncuklanma ve statik elektriklenme testleri uygulanarak, koruyucu giysinin astar kısmını teşkil edecek olan ÜBBÖ kumaşın multifonksiyonel performans özellikleri incelenmiştir. ÜBBÖ kumaşlara tek başına gerçekleştirilen testin yanı sıra, çok katmanlı koruyucu giysiyi simüle etmek amacıyla ÜBBÖ kumaşın da dâhil olduğu çok katmanlı bir sistem oluşturularak bağıl su buharı geçirgenliği testi de gerçekleştirilmiştir. Termofizyolojik konfor parametreleri arasındaki ilişkilerin tespiti amacıyla korelasyon ve tek yönlü varyans analizi (ANOVA) gerçekleştirilmiştir. 
ÜBBÖ kumaşlarda kullanılan Kermel® ve Twaron® liflerinin beklenildiği üzere kumaşlara yüksek derecede güç tutuşurluk özelliği sağladığı tespit edilmiştir.  Twaron® lifi içerikli kumaşlarda, diğer kumaşlara göre çok daha yüksek hava ve bağıl su buharı geçirgenliği değeri elde edilmiştir. Çok katmanlı koruyucu giysiyi simüle amaçlı oluşturulan katmanlı sistemlerin bağıl su buharı geçirgenliğinin ise, tek katmanda elde edilen ölçümlere oranla düşük olduğu, fakat ÜBBÖ kumaş yapısının belirli oranda su buharı geçirgenliğini sağladığı tespit edilmiştir. ÜBBÖ kumaş yapısındaki Kermel® lifi oranındaki artışın termal direnci arttırıcı etki göstererek, termal yalıtım özelliğine olumlu yönde katkı sağladığı, bunun aksine Lenzing FR® lifi içeriğindeki artışın ise, termal direnci azaltıcı etki göstererek termal yalıtım özelliğine olumsuz yönde etkidiği saptanmıştır. Lenzing FR® lifi içerikli ÜBBÖ kumaşların boncuklanma eğilimlerinin daha düşük olduğu, Kermel® oranı yüksek olan ve Twaron® içeren kumaşların da pamuklu kumaştan daha düşük boncuklanma eğilimine sahip olduğu görülmüştür. Her bölgesinde %50/49/1 Kermel®/Lenzing FR®/karbon karışımı iplik kullanılarak üretilmiş ÜBBÖ kumaş numunesi, kumaşlar arasında antistatik özelliği en üst düzeyde gösteren numune olmuştur. 
ÜBBÖ kumaşların termofizyolojik konfor parametre değerleri istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. ÜBBÖ kumaşların bağıl su buharı geçirgenliği – hava geçirgenliği arasında 0.78 korelasyon katsayısı ile direk yönlü doğrusal bir ilişki, su buharı geçirgenliği direnci – hava geçirgenliği arasında ise -0.74 korelasyon katsayısı ile ters yönlü doğrusal bir ilişki tespit edilmiştir.

Abstract:
Protective clothing is expected to provide wearer's comfort while performing protection function. As a result of tiresome physical activities transferring the sweat and vapor from body to the outwards is usually disregarded on a multilayered protective clothing. Therefore, protective clothing design should be considered as a whole within the clothing design and the tasking of proper comfort features must be carefully done both in terms of fiber selection and fabric structure by giving special attention to the interlining section of the protective clothing system. Selection of functional fibers and its harmony with fabric have great importance from this respect.
In this study, three dimensional knitted spacer fabric which were manufactured on circular knitting machine using special yarns to be implemented in interlining section of the protective clothing, is designed to provide multifunctional properties i.e. flame retardancy, thermo physiological comfort and antistatic properties in a single structure to three dimensional spacer fabrics (UBBO). 
Composite yarns containing different blending ratios of staple Kermel®, Lenzing FR®, Nexylon FR®, Twaron®, cotton, viscose and carbon fibers in Ne30 count were used at the front, back and binding sections of UBBO fabrics with various configurations. The UBBO fabrics with cotton and viscose fibers were manufactured as reference state. Multifunctional performance characteristics of the UBBO fabric designed for the interlining section of  protective clothing were investigated through flame retardancy, thermo physiological comfort (air permeability, relative water vapor permeability and thermal resistance), pilling and antistatic test methods. In addition to performing water vapor permeability test on plain ÜBBO fabrics, a multi-layered fabric system, which contains PE film, UBBO fabric and plain knitted fabric, was also tested in order to simulate the real condition of protective clothing as a whole system. Correlation analysis and one-way variation analysis (ANOVA) were performed in order to determine the relationships between parameters that were studied. 
As expected, UBBO fabrics from Kermel® and Twaron® fibers provide higher flame retardancy than samples from other fibers. It was observed that the UBBO fabrics with Twaron® fiber have higher air and relative water vapor permeability than that of the others. Relative water vapor permeability of the simulated multi-layered fabric systems had relatively lower results than that of individual UBBO fabrics. The increase of Kermel® fiber ratio in the UBBO fabrics enhanced thermal resistance value of the fabrics and that affected thermal insulation of the fabrics positively. Contrary to this, when Lenzing FR® fiber ratio in the UBBO fabrics increases, that decrease thermal resistance value of the fabrics and affected thermal insulation of the fabrics negatively. The UBBO fabrics with Lenzing FR® have lower pilling tendency than that of the others and it was found that the fabrics having higher Kermel® and Twaron® fibres ratio have lower pilling trend than that of the fabric with cotton. The UBBO fabric sample from 50/49/1% Kermel®/Lenzing FR®/carbon fibers blended composite yarn at at all sections were the highest antistatic fabric among all. 
Thermo physiological comfort parameters values of the UBBO fabrics were found statistically significant. A directly linear correlation between relative water vapor permeability - air permeability of the fabrics were determined as (+ 0.78) and a reversely linear correlation between water vapor permeability resistance – air permeability of the fabrics (- 0.74).