Tekstil malzemelerinin, özellikle de spor kıyafetlerinin termo-fizyolojik özellikleri, kumaşların yapısal değişkenlerine ve hacim özelliklerine bağlıdır. Kumaş yapısı, kalınlığı, örtü faktörü, hava yoğunluğu, yığın yoğunluğu, kumaş gözenekliliği ve terbiye işlemleri, termal ve nem yönetim özelliklerini etkiler ve dolayısıyla kumaşların konfor özelliklerini belirler. Genellikle iç giyim, dış giyim, iş kıyafetleri ve spor giyim gibi çeşitli uygulamalar için dokuma ve örme kumaşlar kullanılmaktadır. Örme kumaşlar, düşük örtücülük faktörü sayesinde yapılarında daha fazla gözeneklere sahiptir ve gözenekli yapı, dokuma kumaşlara göre daha iyi hava, nem ve ısı transfer özellikleri sağlar.
Aynı zamanda daha iyi sıvı geçirgenlik özellikleri gösterir. Tekstil malzemelerinin temel yapılarındaki farklılık, farklı kumaş yapıları tarafından emilen su miktarındaki değişimi açıklar. Yapısal farklılıklar, iplikteki lif düzenlemesi ile ilgilidir, dolayısıyla iplik pürüzlülük faktörü Cos θ ve kılcal damarların boyutu ve sürekliliğini etkiler. Rastgele fiber düzenlemesi yüksek temas açısına yol açar. İpliklerde ve kumaşlarda suyun daha hızlı hareket etmesiyle ilişkili daha düşük temas açısı, yüksek derecede lif hizalamasına atfedilir.
Spor giyim için kullanılan farklı kumaş yapıları, kumaş sıkılığı, gözenekliliği, hava yoğunluğu ve kalınlığı gibi yığın özelliklerine göre farklılık gösterir ve bu da kumaşlar boyunca ısı, nem ve sıvı transferini belirler. Isı iletimi, hava geçişi ve nem difüzyonu için iplikler arası boşlukların mevcudiyeti kumaşın sıkılık faktörüne bağlıdır. Bu nedenle, kumaş yapılarının toplu özellikleri, spor giyim yoluyla optimum hava, ısı ve nem iletimi için çok önemlidir.
Birkaç araştırmacı, farklı örgü yapıları tasarlamaya çalışmış ve yapıları spor giyim ve diğer fonksiyonel tekstiller için tasarlanan konfor ve performans özellikleri açısından karşılaştırmıştır. Kaplama kumaşlar, değişen sıralarda farklı iplik kombinasyonlarına sahip nem yönetim kumaşları, çok katmanlı kumaşlar ve bitki yapısının biyometrisini taklit eden kumaşlar gibi yenilikçi örgü yapıları, kullanıcıya etkili termal ve nem yönetimi özellikleri ve rahatlık hissi sağlamak için geliştirilmiştir.
Yapılandırılmış veya mühendislik ürünü kumaşlar, ticari ilgi ile ilgili uygulama alanlarında kullanılmaktadır. Yapılandırılmış kumaşların sınıfı, nem yönetimi kumaşlarıdır; kumaşların iki tarafını karakter olarak belirgin şekilde farklı kılan katmanlı yapılarda iki veya daha fazla lif türünün kullanılması gibi. Kumaşın her bir yüzü farklı performans özellikleri ve termofizyolojik özellikler sergileme yeteneğine sahiptir. Çeşitli alanlarda uygulama bulan hafif çift taraflı kumaşlar kaplamalı örme tekniği ile üretilmektedir.
Hem hidrofobik hem de hidrofilik iplikler tek set örgü iğnelerine beslenebilir ve böylece iki ayrı iplik setin her bir iğnesinden geçerek kumaşların ön ve arka taraflarında belirgin şekilde görünür. İki ipliğin beslemesinin ve konumlandırılmasının dikkatli kontrolü, farklı iplikleri iki katmana yerleştirmek için önemlidir. Kaplamalı örgü yapısı, farklı yüz ve arka katmanlarla karakterize edilen çift katmanlı bir yapıdır. İki katman, farklı malzemelerden oluşur ve buna göre kullanıcı konforu sağlamada farklı roller üstlenir. Kaplama kumaşın bir tabakası, deri ile doğrudan temas halinde olan ve terin buhar ve sıvı halde vücuttan hızla uzaklaştırılması ve taşınması rolüne hizmet eden iç tabakadır. Bu katman, bir ayırma katmanı görevi görür ve genellikle düşük su emme özellikleri ile karakterize edilen iletken ve yayıcı ipliklerden oluşur.
Kaplama kumaşın bir diğer tabakası ise cilt ile direkt temas etmeyen ve cilt yakınında nem oluşmasını önleyen ve onu buharlaştıran dış tabakadır. Bu katman emici katman görevi görür ve hidrofilik liflerden oluşur ve kumaşların sıvı yayma ve kurutma kabiliyetini yönetir. İki katmandaki elyaf ve iplik kombinasyonlarının seçimi, örgü yapıların konfor özellikleri, performansı, estetik çekiciliği ve son kullanımı üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir. Farklı kimyasal yapıdaki ve dolayısıyla farklı su emme özelliğindeki lifler, kaplamalı kumaşların ön ve arka katmanlarında görünmek için farklı kombinasyonlarda kullanılabilir. Çift katlı örme kumaşlar, farklı elyaf kombinasyonlarına ve iki katmanda kullanılan farklı elyafların su emme özelliklerindeki farklılıklara göre aşağıdaki dört tipe ayrılabilir.
Ön ve Arka katmanında Hidrofobik Lifler Bulunan Çift Katmanlı Kumaşlar
Cildin yanındaki sıvı ter, hidrofobikliği nedeniyle iç tabaka tarafından emilemez ve terin ciltten uzaklaştırılmasının tek yolu, kumaş içindeki gözeneklerden su buharı difüzyonudur. Yayılan su buharı yüz tabakasından yavaşça buharlaşarak kullanıcıya termal ve ıslaklık rahatsızlığına neden olur.
Arkada hidrofilik elyaf ve ön yüzünde hidrofobik elyaf bulunan çift katlı kumaşlar
Cildin yanındaki sıvı ter, arka hidrofilik tabaka tarafından emilebilir, ancak yüz tabakasının hidrofobikliği nedeniyle terin yüz tabakasına transferi kısıtlanır. Kumaşın ısı yalıtımı azalır ve iç katmandaki gözenekler su ile dolduğundan kumaş ıslaklık ve serinlik hissi verir, gözeneklerdeki statik havayı uzaklaştırır.
Ön ve arka katmanlarda hidrofilik lifler içeren çift katmanlı kumaş
Deriden ter, arka tabakanın hidrofilik lifleri tarafından toplanır ve bu da nem birikimine ve yüz tabakasına zayıf transfere neden olur. Arka tabakada su kalır ve daha küçük ıslak alan nedeniyle buharlaşma oranı daha az olacaktır. Kumaş, kullanıcıya serin ve ıslak hissedecektir.
Arkada hidrofobik elyaf ve yüz tabakasında hidrofilik elyaf bulunan çift katmanlı kumaş
Arka hidrofobik tabaka teri kendisi emmeden kılcal fitilleme yoluyla yüz tabakasına aktarır. Hidrofilik lifler sayesinde yüz tabakası iyi su emme özelliğine sahiptir ve bu nedenle daha geniş ıslak alan sağlayarak terin çevreye hızlı buharlaşmasını sağlar. Araştırmacılar çift katmanlı kumaşların sınıflandırılmasına dayanarak , arkada hidrofobik fiber ve yüz katmanında hidrofilik fiber bulunan yapı (d)’nin, yüz katmanına hızlı sıvı transferi yoluyla kuru cilt mikro ikliminin korunmasında en etkili olacağını belirtti. Ek olarak, diğer bazı araştırmacılar, kaplamalı kumaşlarda arzu edilen nem yönetimi ve konfor özelliklerini elde etmek için cilt yanında hidrofobik liflerin ve yüz tabakasında hidrofilik liflerin kullanılmasını oybirliğiyle tavsiye etmişlerdir.
Kontrast olarak farklı lif ve ipliklerle tasarlanan kaplamalı kumaşlar, itme-çekme etkisi sergiler. Hidrofobik lif tabakası, cildin yanındaki teri iter ve onu nemi emen veya çeken hidrofilik liflerin dış tabakasına iter veya çeker. Kaplamalı kumaşların iki katmanında hidrofobik ve hidrofilik liflerin yapısal düzenlemesi ve iç katman ile ortam arasındaki büyük nem farkı, nemin deriden dış atmosfere hareketine neden olur ve bu da yapıları spor giyim için tercih edilen bir seçim haline getirir.
Yapılar, iki katmanda zıt olarak farklı bileşenlerin seçimindeki özgürlük sayesinde cilt uygulamaları, aktif giyim ve boş zaman spor giyim yanında giyimde giderek daha popüler hale geliyor. Bu nedenle, bu tür uygulamalara yönelik fonksiyonel giysiler, genellikle kumaşlar normalde iki taraflı olacak ve farklı lif içeriği veya özelliklerine sahip en az iki iplikten üretilecek şekilde özel olarak tasarlanır veya yapılandırılır. Araştırmacı Toda, higroskopik olmayan liflerden oluşan çok katmanlı örgü yapılar geliştirmiştir. Yapı, ön ve arka katmanlarda elyaf inceliği, örgü yapısı ve iplik tipinin dikkatli seçimi ile arka katmana kıyasla ön katmanda daha küçük elyaflar arası boşluklarla karakterize edilmiştir.
Araştırmacı Yamini Jhanji vd. süprem kaplı kumaşların ısıl direnç, ısıl iletkenlik ve ısıl soğurma ile hava geçirgenliği ve nem buharı iletim hızı gibi ısıl özellikler üzerinde lif tipi ve iplik doğrusal yoğunluğunun etkisini araştırmışlardır. Deri tabakasının yanında naylon ile kaplanmış kumaşların, yüksek termal absorpsiyon nedeniyle ilk cilt temasında daha serin hissedecekleri ve hava ve nem buharını geçirebilecekleri için sıcak koşullar için uygun bir seçim olduğunu öne sürdüler. Yüksek lineer yoğunluğa sahip ipliklerle örülmüş kumaşların, daha yüksek termal direnç değeri ve daha düşük hava geçirgenliği ve nem buharı iletim hızı değerleri nedeniyle sıcak koşullarda uygun olmadığı bulunmuştur.
Jhanji ve ekibi üst ve alt katmanlarda değişen hidrofilik ve hidrofobik liflerle ve üst katmanlarda farklı tipte hidrofobik liflerle kaplanmış kumaşların nem yönetim özelliklerini karşılaştırmıştır. Üst katmanlarda hidrofobik lifler (polipropilen, polyester) ile örülmüş kumaşların, yüksek birikimli tek yönlü taşıma indeksi ve alt yayılma hızı değerleri nedeniyle nem yönetim kumaşları olarak sınıflandırıldıkları için tene yakın uygulamalar için uygun olduğu sonucuna varmışlardır. Ayrıca, üst katmanda naylon ile örülmüş kumaşın, zayıf sıvı transfer özellikleri nedeniyle su geçirgen kumaş olarak sınıflandırıldığı öne sürülmüştür. Alt katmandaki hidrofobik elyaftan bağımsız olarak üst katmanda pamukla örülmüş kumaşlar, nem yönetimi özelliklerinde zayıftır.
Araştırmacı Ghosh ve Kaur, düz örgü kumaşların sıvı taşıma özellikleri üzerindeki sıkılık faktörünün etkisini incelemişler ve sıkılık faktöründeki artışla kumaşların daha yüksek fitilleme ve daha düşük su emiciliği gösterdiğini gözlemlemişlerdir. Daha yüksek sıkılık faktörünün daha az bükülme ile sonuçlandığını, dolayısıyla sıvı akışı için daha az karmaşık yol sağladığını ve daha düşük sıkılık faktörü ile örülmüş kumaşlara kıyasla sıvı akışına daha az direnç sağladığını öne sürmüşlerdir.
Suganthi ve Senthil kumaş, iç ve dış katmanlarda lif tiplerini çeşitlendiren çift katmanlı kumaşların nem yönetimi özelliklerini incelemiş ve içte mikro fiber polyester ve dış katmanda modal olan iki katmanlı kumaşların, kumaşın özellikleri nedeniyle aktif spor giyim için tercih edilen seçim olduğunu gözlemlemiştir. Bunlar daha iyi nem yönetimi özellikleri arasında yer almaktadır.
Yayınlanmış literatür, hidrofilik ve hidrofobik lifler, özel lifler ve ipliklerin stratejik kombinasyonu ile tasarlanan kumaş yapılarının, hacimli, fiziksel ve konfor özelliklerinde farklılıklar gösterdiğini ve böylece tekstillerin termal ve kütle taşıma özelliklerini etkilediğini ileri sürmektedir. Kumaş yapısı ve buna bağlı olarak kumaş özellikleri, spor giyim uygulamaları için tekstillerin uygunluğunu belirler. Bir önceki bölümde spor giyimin fonksiyonel yönleri üzerinde elyaf, iplik ve kumaş değişkenlerinin önemini tartıştıktan sonra, spor giyimin estetik özelliklerinin yanı sıra performansını da artırmaya hizmet eden spor giyimdeki temel trendleri ve yenilikleri vurgulamak gerekli hale gelmektedir.
Kaynakça:
https://www.researchgate.net/publication/322733690_Thermo-physiological_c
https://www.mdpi.com/article/10.3390/ma14226863
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu