Farklı hammadde ve bölgesel örgülere sahip fonksiyonel çorapların konfor ve performans özelliklerinin belirlenmesi
Determination of comfort and performance characteristics of functional socks having different materials and regional knit structures
Yazar: BETÜL AKGÜNOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. SİBEL KAPLAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, sentetik esaslı lifler (poliester, polipropilen) ile konfor ve performansı arttırmak amacıyla bu liflerin geliştirilmiş modifiye formlarından (Thermocool®, Polycolon®) farklı örgülerde (suprem, askılı, havlu) kumaşlar ve bölgesel olarak bu örgülere sahip fonksiyonel çoraplar üretilmiştir. Sentetik lifler ve modifiye formlarının, örme kumaş veya çorap formundaki konfor ve performans özellikleri incelenmiştir. Çorap kumaşlarına standart fiziksel (gramaj, kalınlık, gözeneklilik) ve mekanik (patlama mukavemeti, boncuklanma direnci, deri-kumaş sürtünmesi ve boyutsal değişim) testleri uygulanmıştır. Bunların yanında, çorapların termal konfor özelliklerini belirlemek için geçirgenlik (hava ve su buharı ), sıvı absorbsiyon ve transfer testleri (damla absorbsiyon (drop), batma süresi, absorbsiyon kapasitesi, geri ıslatma) yapılmıştır. Basınç konforu konusunda fikir sahibi olmak için belirli uzama oranlarında (% 30, 40, 50) ortaya çıkan kuvvet ve kumaşların dinamik elastik geri kazanım (DEGK) özellikleri incelenmiştir. Son bölümde ise fonksiyonel çorapların termal konforunu geliştirmek için kullanılan faz değiştiren madde içerikli mikrokapsüller poliamid çoraplara uygulanarak, temel performans özelliklerinin yanında konfor iyileştirme performansları da termal kamerayı da içeren T-History ve subjektif önkol testleri ile araştırılmıştır.
Elde edilen sonuçlar hammadde ve kumaşların çorap olarak performansları açısından incelendiğinde, en dayanıklı hammaddelerin ve örgülerin standart poliester (PES) ve modifiye polipropilen (PP) lifi Polycolon® (MPP) ve suprem örgü olduğu tespit edilmiştir. En fazla elastikiyete ihtiyaç duyan çorap
bölümlerinin, askılı örgü ve PES lifinden üretilmesi gerektiği de elde edilen sonuçlardandır. En az boncuklanma eğilimi gösteren PES esaslı askılı ve modifiye poliester Thermocool® (MPES) esaslı suprem kumaşlardır. Kullanım sırasında sürtünme dolayısıyla ayağa en az hasar veren hammaddeler beklendiği şekilde standart PP ve MPP iken, PES en yüksek sürtünmeyi oluşturmuştur. Örgü açısından incelendiğinde ise havlu kumaşların en yüksek sürtünme katsayısı değerleri ile ayağın hassas olmayan ve tamponlanması gereken bölgelerinde kullanılmasının uygun olduğu tespit edilmiştir. Çorabın ve giysinin vücut hareketlerine uyumunu ve basınç konforunu ifade eden dinamik elastik geri kazanım (DEGK) değerleri açısından çubuk yönünde %50 uzamadaki en yüksek değerler MPES kumaşta, en düşük değerler ise PES kumaşta gözlenmiştir. Uzamanın daha fazla olduğu sıra yönünde ise tersine PES kumaş en yüksek DEGK değerlerini verirken, diğer hammaddeler benzer performanslar göstermişlerdir. Genel olarak uzamanın sıra yönünde olduğu düşünülürse, daha az basınç uygulanması istenen giysi bölgelerinde PES kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Benzer amaçla, kumaşın vücuda uyguladığı basınç hakkında fikir veren, farklı uzamalar sonucu oluşan kuvvet değerleri incelendiğinde, çubuk
yönünde en düşük kuvvetler PP kumaşta, en yüksek kuvvetler ise %30 uzamada MPES, %40-50 uzamada PES kumaşlarda gözlenmiştir. Sıra yönündeki kuvvet değerleri incelendiğinde ise %30-40 uzamada MPP, %50 uzamada ise PES kumaş en yüksek kuvvet değerlerini vermiştir. Kuvvet ve DEGK değerleri birlikte ele
alındığında, kuvvet verilerinin sınırlı bilgi verdiği, basınç konforu konusunda grafik alanının analiz edildiği DEGK hesaplarının daha kapsamlı bilgi verdiği sonucuna varılmıştır. Sentetik liflerde önemli bir problem olmamakla birlikte PP, MPP ve MPES liflerinin, standart PES lifine göre daha yüksek yıkama sonrası boyutsal stabilite sağladığı belirlenmiştir.
Termal konfor parametrelerinden hava geçirgenliği değerleri hammadde açısından incelendiğinde en düşük değerler içi boşluklu ve kanallı lif kombinasyonuyla havayla daha fazla sürtünme yüzeyine sahip olan MPES kumaşta gözlenirken, en yüksek hava geçirgenliği değerleri PES ve PP kumaşlarda gözlenmiştir. Sıvı absorbsiyon özelliklerini belirleyen damla (drop) testinde sıvıyı en kısa sürede içine alan, yani yüzey enerjisi en yüksek olan hammaddenin MPES, örgü olarak da daha pürüzsüz yüzey özelliklerinden dolayı suprem olduğu tespit edilmiştir. Sıvının kumaş içerisindeki hava ile yer
değiştirme süresinin ölçüldüğü batma testinde ise en iyi transfer yine MPES kumaşlarda ve örgü açısından ise daha net ve büyük boşluklara sahip olan suprem yapılarda gerçekleşmiştir. Çorap açısından önemli bir diğer özellik olan absorbsiyon kapasitesi için en düşük değerler beklendiği şekilde PP kumaşta gözlenirken, en yüksek absorbsiyon kapasitesi değerleri PES ve MPES kumaşlarda gözlenmiştir. Örgü yapıları açısından incelendiğinde, ilginç şekilde askılı kumaşlar en yüksek, havlu kumaşlar ise en düşük absorbsiyon kapasitesi değerleri vermiştir. Kuruma sürelerinin uzunluğuna bağlı olarak ıslaklık hissine neden olan ve en geç kuruyan ve geri ıslatma testinde daha fazla sıvı transfer eden kumaşlar, absorbsiyon kapasitelerine de bağlı olarak, PES ve MPES kumaşlar
olarak tespit edilmiştir.
Multifilament poliamid kumaşa faz değiştiren madde içerikli mikrokapsül uygulaması bölümünde de, daha önce etkinlikleri belirlenen mikrokapsüllerin kumaş ve son ürün performansları tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre uygulanan mikrokapsüller deride termal kamerayla tespit edilen ve subjektif olarak da hissedilebilen bir soğukluk hissi oluşturmuştur. Bu işlem etkinliğini
azalarak da olsa on yıkamaya kadar korumuştur.

Abstract:
In this thesis, synthetic fibers (polyester, polypropylene) and modified forms of these fibers to improve comfort (Thermocool®, Polycolon®)were used used for production of fabrics having different weaves (single jersey, cross tuck, terry) and functional socks having these structures in different regions. Comfort and performance characteristics of functional knitted fabrics or socks of synthetic
fibers and modified forms were investigated. Standartd physical (weight, thickness, porosity) and mechanical (bursting strength, pilling resistance, skinfabric friction, dimensional stability) tests were performed. Moreover, permeability (air and water vapor), liquid absorption and transfer (drop, sinking time, absorption capacity, wetback), drying tests were carried out to determine thermal comfort performances. Dynamic elastic recovery ratios and forces for different elongation rates (30, 40, 50%) were obtained to have an idea about their pressure comfort performances. In the last part, microcapsules containing phase change materials used to improve thermal comfort of functional socks were applied to polyamide socks. Besides standard performance characteristics, their comfort enhancement performances were investigated by T-history and subjective forearm tests including thermal camera measurements. When results are considered according to material and knit type for socks performance, maximum strength values were obtained for standard poliester (PES) and modified polypropylene Polycolon® (MPP) as material and single jersey as knit type. The parts where elasticicity is necessary should be produced from PES and tuck weave according to the results. Minimum pilling tendency was obtained for PES tucked and modified PES Thermocool® (MPES) single jersey fabrics. Minimum deformation created on foot skin as a result of friction is expected from PP and MPP and PES has the worst performance in case of surface friction. Terry fabrics created maximum skin-fabric friction among other weaves and it is thought that it is suitable for foot regions which are not sensitive and which need force absorption. Dynamic elastic recovery (DER) values giving idea
about adaptability of the fabric to body movements and pressure comfort are maximum for MPES fabric for 50% extension in wales direction and minimum for PES fabric. In course direction where extension is more, PES fabric gave maximum DER values, contrary to the results for wales direction, and other
materials have identical performances. According to these results, considering that extension is more for course direction, PES can be recommended for body regions where minimum pressure is needed. Forces arise as a result of different extension rates also give idea about pressure comfort and according to the results, minimum forces were obtained for PP and maximum force was obtained for MPES in 30% extension and PES in 40-50% extensions for wales direction. For course direction, maximum values were obtained for MPP in 30-40% extension and for PES in 50% extension. Considering both DER and force values, results show that force values give a limited idea and DER calculations obtained from the area of the graphic give a more comprehensive idea about pressure comfort. Although is not a principal problem, PP, MPP and MPES have better dimensional stability than PES fabrics after washing. Air permeability results, one of the thermal comfort parameters, are minimum
for MPES fabric having chanelled and hollow stapel fiber combinations within its structure, which creates bigger surface for friction with air and maximum for PES and PP fabrics. Drop test results, giving idea about liquid absorption characteristics show that MPES absorbed liquid within a minimum period as a result of its higher surface energy and single jersey fabric had the best performance among other knit types as a result of its smooth surface. Sinking time test, measuring period of displacement of liquid with air, gave minimum values for MPES as a material and single jersey fabric as knit type who has bigger and more clear pores within the structure. Absorption capacity results, another important property for socks, are minimum for PP fabrics as expected and maximum for PES and MPES fabrics. It is interesting to observe that tucked structures have higher absorption capacities than terry structures. Maximum drying periods and transferred liquid during wetback test, meaning more wet feelings, were observed for PES and MPES fabrics which is related to their absorption capacities. In the part where microcapsules including phase change materials were applied, their performances on fabrics and socks as a final product were analyzed. According to the results, microcapsules created cooler feelings whics was proved by thermal camera measurements and subjective thermal sensations. Microcapsule application keeps its perfomance with a decreasing trend until ten
washing cyscles.