Isıl düzenleme özelliği iyileştirilmiş örme yatak kumaşlarının geliştirilmesi
Development of knitted mattress fabrics with improved thermal regulation
Yazar: BATUHAN SAPANCI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜMEYYE ÜSTÜNTAĞ ; PROF. DR. CEM GÜNEŞOĞLU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Uyku hayatın yaklaşık üçte birini kapsayan, insanların genel sağlık ve yaşam kalitesi üzerinde doğrudan etkili olan bir temel ihtiyaçtır. Birçok farklı etken gibi vücut sıcaklığındaki ani değişimler uyku bozukluklarına neden olabilmektedir. Vücut sıcaklığındaki değişimin kontrol edilebilmesi uyku kalitesini arttıracağı gibi uyku evrelerinin dağılımını düzenlemektedir. Uyku ortamının en temel faktörlerinden biri olan yatak kumaşına ısıl düzenleme etkinliğin kazandırılması uyku kalitesi açısından oldukça önemlidir. 
Faz değiştiren maddeler (FDM), katı-katı veya katı-sıvı arasındaki faz geçişleri sayesinde ortamın sıcaklık farkına bağlı olarak, ısı depolama ve enerji açığa çıkarma yolu ile ortamdaki ısıl dengenin korunmasına yardımcı olmaktadırlar. FDM'ler mikrokapsüllenerek kumaş yüzeylerine aktarılabilmektedirler. Bu tez çalışmasında, uyku kalitesinin arttırılması amacıyla yüksek ısı düzenleme performansı sergileyecek örme yatak kumaşı üretimi için ideal üretim konstrüksiyonun ve FDM tipinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Çalışmada ilk olarak kumaşta ısı yayılımını azaltacak, vücut sıcaklığındaki düşüşü hızlandırıcı etki sağlayan desen ve örgü yapıları belirlenmiştir. Faz değiştiren madde olarak hekzadekan, heptadekan, oktadekan, polietilen glikol (PEG-400), polietilen glikol (PEG-1000) ve karışımları kullanılmıştır. FMD'lere kumaş yüzeyinde tutunmaları için mikrokapsülasyon işlemi uygulanmıştır. Üretilen mikrokapsüllenmiş faz değiştiren maddeler (MFDM) arasından, ideal uyku ortamı sıcaklığı (19-21oC) olarak tanımlanan aralıkta ısıl aktivite sergileyen ve yüksek gizli ısı değerlerine sahip MFDM tipleri belirlenmiştir. 
MFDM aktarılmış örme kumaşlarının DSC analizi ve Alembeta test cihazı ile ısıl düzenleme etkinlikleri (yüksek entalpi değeri ve ısıl özellik değerleri) değerlendirilmiştir. Ayrıca sabit bir ısı kaynağı altında bekletilmeleri süresince termal kamera görüntüleri ile yüzey sıcaklık değişimleri izlenmiştir. Ayrıca kumaşların çeşitli mekanik, fiziksel ve kimyasal özellikleri ölçülmüştür. Kumaşların ölçülen özellikleri halihazırda yatak sektöründe kullanılan ticari MFDM (Micrathermic P) ile kıyaslanmıştır. 
Çalışma sonucunda iç faz olarak Hekzadekan + Oktadekan içeren MFDM'lerin yüksek gizli ısı değerlerine sahip olduğu ve ideal uyku ortamı sıcaklığında aktivite sergilediği görülmüştür. Genel olarak MFDM ilavesi ile yatak kumaşlarında termal difüzivite değerlerinde gerileme, maksimum ısı akış oranı ve termal iletkenlik değerlerinde artış gözlenmiştir. Ayrıca, MFDM uygulanan kumaşların mekanik özelliklerinde belirli oranlarda iyileşmeye yönelik bir eğilim olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Sleep is a basic need that covers about one third of life and has a direct impact on people's general health and quality of life. Like many different factors, sudden changes in body temperature can cause sleep disorders. Controlling the change in body temperature will increase sleep quality and regulate the distribution of sleep stages. It is very important in terms of sleep quality to bring thermal regulation efficiency to the mattress fabric, which is one of the most fundamental factors of the sleep environment.
Phase change materials (PCM) help maintain the thermal balance in the environment by means of heat storage and energy release, depending on the temperature difference of the environment, thanks to the phase transitions between solid-solid or solid-liquid. FDMs can be microencapsulated and thus transferred to fabric surfaces. In this thesis, it is aimed to determine the ideal production construction and FDM type for the production of knitted mattress fabric that will exhibit high heat regulation performance in order to increase sleep quality. In the study, firstly, patterns and knitting structures that will reduce heat dissipation in the fabric and accelerate the decrease in body temperature were determined. Hexadecane, heptadecane, octadecane, polyethylene glycol (PEG-400), polyethylene glycol (PEG-1000) and their mixtures were used as phase change agents. Microencapsulation process was applied to FMDs for their adhesion on the fabric surface. Among the produced microencapsulated phase change materials (MFDM), MFDM types with high latent heat values and exhibiting thermal activity in the range defined as the ideal sleep environment temperature (19-21oC) were determined.
The thermal regulation efficiency (high enthalpy value and thermal property values) of MFDM transferred knitted fabrics were evaluated with DSC analysis and Alembeta test device. In addition, surface temperature changes were monitored with thermal camera images during their storage under a constant heat source. In addition, various mechanical, physical and chemical properties of the fabrics were measured. The measured properties of the fabrics were compared with the commercial MFDM (Micrathermic P) currently used in the mattress industry.
As a result of the study, it was observed that MFDMs containing Hexadecane + Octadecane as internal phase have high latent heat values and exhibit activity at the ideal sleep environment temperature. In general, with the addition of MFDM, a decrease in thermal diffusivity values, an increase in maximum heat flow rate and thermal conductivity values were observed in mattress fabrics. In addition, it has been determined that there is a tendency towards improvement at certain rates in the mechanical properties of MFDM applied fabrics.