Dokusuz yüzeyler için uygulanacak test metotları, üretilen yüzeyin hangi proses ile üretildiğine, hangi bitim işlemlerinden geçtiğine, nerelerde kullanıldığına kadar bir çok parametrenin tek ya da kombine etkisi ile belirlenir.
Dokusuz yüzeyler endüstrisi 1930’lu yıllardan itibaren kendini göstermiş, 1960’lı yıllardan itibaren büyüme trendine girmiş ve 1990 yıllarından itibaren ise en büyük gelişimini yapmış bir endüstri dalı olarak karşımıza çıkmaktadır. Dokusuz yüzey test metotları da diğer üretim proseslerinde olduğu gibi üretimin her aşamasında uygulanan test metotlarıdır. Hammadde makineye beslendikten sonra harman hallaç bölümüne geldiğinde açma ve karıştırma işlemi gerçekleşir. Eğer bu işlem düzgün gerçekleşmezse, tarak istenilen düzeyde tarama yapamaz ve iğneleme, su jetiyle yüzey oluşturma vb. tülbendi dokusuz yüzey haline getirme işlemlerine bozuk bir yüzey gönderilir. Dolayısı ile buradaki yüzey oluşumunun sağlığından endişe duyulur. Üretim esnasında en çok karşılaşılan sorunlardan birisi de, elyafın dokusuz yüzeyin tamamı içindeki yerleşiminin homojen olmaması sorunudur. Bu sorunun bir benzeri ise vatka ağırlığının kenarlarda ortadan daha fazla olmasıdır.
DOKUSUZ YÜZEYLERDE ÖNEMLİ ÖZELLİKLER
1-Kalınlık
Dokusuz yüzeylerde kalınlık ısı iletimi, sıkıştırılabilme kabiliyeti, boya alma kabiliyeti gibi özelliklerini etkiler. Yüzey inceldikçe, materyalin iki farklı yüzeyi arasındaki ısı transferi artmaktadır. Bu durum özellikle çok katmanlı kumaşlarda (örneğin nefes alabilen kumaşlar), yapıştırmaya yardımcı bir tampon malzemesi olarak kullanılan dokusuz yüzey materyali açısından ya da izolasyon amaçlı olarak kullanılan dokusuz yüzeyler açısından kritik önem taşır.
Çünkü çok katmanlı kumaşlarda kullanılan tampon malzemenin kalınlığı, kompozit yapının buhar iletimini değiştirecek, kalınlık arttıkça buhar iletimi düşecek ve malzeme daha az nefes alabilir özelliğe sahip olacaktır. Bu tampon materyalinin ince olması durumunda ise tersine bir durum söz konusu olacak ancak bu seferde materyal, sahip olduğu kritik incelik eğerinden dolayı mekanik olarak dayanıksız hale gelecektir. izolasyon amaçlı kullanılan dokusuz yüzeylerde ise kalınlık izolasyon kabiliyeti açısından her zaman avantaj teşkil edecektir. İşte tam bu noktada, yüzeyin kalınlığının optimizasyonu nihai ürün açısından önemlidir. Bu da üretimin her aşamasında numuneler üzerinden yapılan kalınlık testleriyle mümkündür.
2-Friksiyon
Dokusuz yüzeylerde friksiyon, kinetik ve statik sürtünme katsayısı ile belirlenir. Yüzeyde meydana gelen sürtünme, su iticilik, boncuklanma gibi temel özellikleri etkiler. Su iticilik, nem transferi, kirlilik açısından önem arz ederken, boncuklanma tuşe ve yüzeyin görünümü açısından önem arz eder. Özellikle dokusuz yüzeylerden üretilen otomotiv minderlerinde sürtünmeden kaynaklanan boncuklanmalar tuşe açısından olumsuz etkiler doğurur.
3-Gerilme mukavemeti
Dokusuz yüzeyler gerek bitim işlemlerinde gerekse kullanıldıkları süre zarfında çeşitli gerilimlere maruz kalırlar. Gerilme mukavemeti açısından en iyi dayanımı iğnelenmiş keçe yüzeyler gösterirler. En zayıf dokusuz yüzeyler ise electrospinning yöntemiyle üretilen ağsı yapıdaki yüzeylerdir. Electrospinning yöntemiyle üretilen dokusuz yüzeyler için henüz bir test standardı ya da cihazı bulunmamaktadır.
4-Gerilme-Uzama
Dokusuz yüzeyler özellikle koltuk ve iç döşemelerde dolgu materyali olarak kullanıldığı zaman iyi bir gerilme ve uzama kabiliyetine sahip olması istenir. Bu, konfor açısından önemlidir.
5-Yırtılma Direnci
Dokusuz yüzeylerde yırtılma direnci, diğer yüzeylerde olduğu gibi gerilme-uzama kabiliyeti ile gerilme mukavemeti ile yakından ilişkilidir. Yalnız dokusuz yüzeylerde dokumadaki gibi bir atkı-çözgü bağlantısı ya da ilmek oluşumu bulunmadığından yırtılma açısından daha zayıf bir direnç söz konusudur.
6-Termal Direnç
Termal direnç bir yüzeyin ısı akışına karşı gösterdiği dirençtir. Termal direnç özellikle dokusuz yüzeylerden üretilen kapitonelerde oldukça önemlidir. Kapitoneler uyku tulumu, yatak örtüsü gibi tekstil ürünlerinin üretiminde temek yüzey olarak kullanılmaktadır. Uyku tulumu özellikle açık ve soğuk hava şartlarında kullanıldığı için iyi bir ısı tutma kapasitesine sahip olmalıdır. Uyku tulumunu kullanan kişinin vücut ısısının korunması için burada kullanılan dokusuz kumaş tabakası içerideki ısının dışarıya çıkmasını engellerken aynı zamanda dışarıdaki soğuk havanın içeriye girmesini engellemelidir.
7-Su-Geçirmezlik ve Su Emicilik
Bu iki temel özellik dokusuz yüzeylerin kullanım yerine göre önem arz ederler. Su-geçirmezlik dokusuz yüzeyin, suyun geçişine karşı koyabilme kabiliyetini ifade etmektedir. Özellikle konfor istenen ürünlerde su-geçirmezlik önemli hale gelmektedir. Örneğin, bir uyku tulumu sıvı suyu vücudun oluğu bölgeye geçirirse vücut ısısı hızlı biçimde düşmeye başlar. Bunun nedeni ıslak vücudun ısıyı, kuru vücuda göre 20 kat daha hızlı iletmesidir.
Nem emicilik hijyenik ve medikal amaçlı ürünlerden temizlik bezlerine kadar birçok üründe önemli bir unsuru teşkil etmektedir. Medikal ürünlerin nemi iyi emmesi hijyen açısından önemlidir. Temizlik bezleri de nem emiciliğin en çok arandığı ürünler arasındadır. Bu yüzeylerde en iyi emiciliği elde etmek için elyaf karışımında, hidrofilik elyaf türlerinin miktarının çok olması ile mikro-fiber gibi geniş yüzey alanına sahip dokuların kullanılması emiciliği önemli ölçüde arttırır.
8-Hava Geçirgenlik
Hava geçirgenliği kumaşın hava geçişine izin verme özelliğini ifade etmektedir. Hava geçirgenliği özellikle filtrasyon amaçlı olarak üretilen nonwoven yüzeyler için önemlidir. Filtre yüzeylerin tanımlanmış hava geçirgenliği değerine sahip olmaları gerekir.
DOKUSUZ YÜZEYLERIN TEST EDILMESINDE KULLANILAN TEST CIHAZLARI
1-WİRA Dijital Kalınlık Ölçüm Cihazı
Wira dijital kalınlık ölçüm cihazı ile kalınlık ölçümünde iki farklı aparat kullanmak suretiyle iki farklı kalınlık aralığında ölçüm yapabilmek mümkündür. Bu cihazın jeotekstilleri ölçmek için de ayrı bir aparatı mevcuttur.
A-Kalınlığı 20 mm’ ye Kadar Olan Yüzeyler için Kalınlık Ölçümü
Ölçüm sırasında numune, bir kelepçe yarımıyla dikey durumda bulunan bir referans levhası ile baskı ayağı arasında dik biçimde tutulur. Uygulanacak basınç değeri 0.02 kPa’ya ayarlanır. Basınç değeri girildiği anda cihaz ölçümü gerçekleştirir ve kalınlık değeri (mm) cihazın göstergesinden okunur.
B-Kalınlığı 20 mm’ den Çok Olan Yüzeyler için Kalınlık Ölçümü
Bu ölçümde diğerine ek olarak, cam levha kullanılır. Ölçüm sırasında numune zemin levha ile cam levha arasına yerleştirilir. Ölçüm kolu cam levhanın üst noktasına temas edinceye kadar alçaltılır. Uygulanacak basınç değeri 0.02 kPa’ya ayarlanır. Basınç değeri girildiği anda cihaz ölçümü gerçekleştirir ve kalınlık değeri (mm) cihazın göstergesinden okunur.
C-Jeotekstiller için Kalınlık Ölçümü
Bu ölçümde diğer kalınlık ölçümlerinden farklı olarak yüzeye kullanılacağı yere göre 2, 20 ve 200 kPa aralığında basınç uygulanır.
2-WİRA Friksiyon Ölçme Cihazı
Cihaz, dokusuz yüzeyin kendisi üzerinde ya da başka bir malzeme üzerindeki temasından kaynaklanan sürtünme kuvvetini ölçer. Cihaz numunenin üzerine sabitlendiği düz bir levhaya sahiptir. Test süresince bu levha 150 mm/dk hız ile çalıştırılır. İkinci numune ölçüm cihazına bağlı kızak üzerine sabitlenmiştir. Başlangıçta uygulanacak güç maksimuma yükseltilir ve elde edilen değer statik sürtünme katsayısına eşitlenir. Cihaz, mekanizma çalışmaya devam ettikçe meydana gelen ortalama kuvveti belirler ve bu değeri de kinetik sürtünme katsayısına eşitler.
3-TMI Universal Gerilme Mukavemeti Ölçüm Cihazı
Bu cihaz 100 farklı standarda göre ölçüm yapabilmektedir. Ölçüm sırasında numune ölçüm cihazına ait bir aparat olan ölçüm sütunu üzerinde birisi sabit, diğeri hareketli durumda bulunan çeneler arasına yerleştirilir. Aletin hareketli olan üst çenesine 2,5 kN kuvvetinde yük hücresi yerleştirilir. Mukavemet değeri; Newton, kgf ya da lbf cinsinden okunur.
4-TMI Lab Master Gerilme-Uzama Ölçüm Cihazı
Bu cihaz esnek özellikte dokusuz yüzeylerin esneyebilme kabiliyetini ölçer. Ölçümü yapılacak numune cihazın yatay biçimde sabitlenmiş dairesel levhaları arasına yerleştirilir. Uzama, levhaların birbirine hareketinden kaynaklanan sıkıştırma kuvveti ile sağlanır. Uygulanacak standarda göre maksimum 2,3 kg baskı uygulanabilir. Yine uygulanacak standarda göre 0,001 mm/saniye ile 13 mm/saniye arasında değişen hız oranlarında levhalar sıkıştırma işlemini gerçekleştirir.
5-TMI Yırtılma Direnci Test Cihazı
Bu cihaz Elmendorf prensibine göre ölçüm yapar. Dokusuz yüzeylerin keskin ya da ağır nesneler tarafından kesilebilme ya da yırtılabilme derecesini tayin eder. Ölçümün esası, numune üzerinde daha önceden başlatılmış bir yırtığı sürdürüp belirli bir noktaya kadar devam ettirmektir. Ölçüm esnasında kesmek suretiyle bir miktar yırtık başlatılır. Bu kesim işlemi, numunenin, cihazın alt ve üst çenelerine sabitlenecek iki parçası oluşuncaya kadar devam eder. Numunenin bir parçası üst çeneye, diğer parçası alt çeneye iki parça arasında 90° açı oluşacak şekilde sabitlenir. Daha sonra çeneler numunenin iki parçası birbirinde ayrılıncaya kadar devam eder. Cihazın içinde bulunan bir mikroişlemci yardımıyla yırtılan numunenin iki parçası arasında meydana gelen açısal değişim ölçülerek yırtılma direnci tayin edilir.
6-Wira Tog Tester (Termal Direnç Ölçümü)
Wira Tog Tester, ısıtılmış bir levha ve bu levhanın altına ve üstüne monte edilmiş sıcaklık sensörlerinden ibarettir. Burada ölçümü yapılan kapitone ya da benzer türdeki dokusuz yüzey, önceden ısıtılmış olan levhanın üzerine serilir. Daha sonra, levhanın altında ve üstünde bulunan sensörler iki ortam arasındaki sıcaklık farkına göre ölçüm yaparlar. Daha sonra termal direnç R değeri m2.K/W cinsinden cihazın göstergesinden okunur.
7-Wira Hidrostatik Ölçüm Kafası
Bu cihaz dokusuz yüzeylerin suya karşı koyma kabiliyetini ölçer. Burada numune 25° eğimli bir levha üzerine sabitlenir. Numunenin üzerine basınçlı biçimde su püskürtülür. Numuneden diğer tarafa sızan su, emici bir ped vasıtasıyla emilir. Bu pedin kuru ve yaş ağırlığı arasındaki farktan su-geçirme miktarı tayin edilir.
8-Wira Islak Bariyer Test Cihazı
Bu metot bariyer amaçlı kullanılan dokusuz yüzeyler için özellikle de medikal amaçlı kullanılanları için oldukça önemlidir. Bu test cihazı tersyüz edilmiş bir kavanoz, kapak, tıpa ve conta kullanır. Burada hidrostatik kafadan farklı olarak ölçüm yapılan yüzeyin arka tarafında nem emici bir ped yerine, su geçirgenliğini önlemek için tıpa ile sıkıştırmış fanus bulunmaktadır. Fanusta biriken su miktarı, entegre bir sistem ile ölçülür.
9-Wira Sieve Shaker (Elekten Geçirme)
Bu test cihazı jeotekstiller için tasarlanmıştır. Zahiri delik boyutu (Apparent Opening Size-AOS), jeotekstillerin uygun kullanımının belirlenmesinde kritik rol oynamaktadır. Zahiri delik boyutu, bir jeotekstil yüzeyinden geçebilecek en geniş partikül boyutuna göre belirlenmektedir. Wira Sieve Shaker cihazı; mekanik bir elek, tepsi, kapak, küresel cam bilyeler çubukları içermektedir. Ölçüm sırasında, eleğin çerçevelerine gerilen numune yüzey üzerine küresel cam bilyeler konulur, elek yanlamasına sallanır. Bu prosedür boyutu bilinen bilyelerin, zahiri delik boyutu belirlenene kadar elekten geçirilmesi suretiyle devam eder.
10-TRI/MicroAbsorbMeter
Bu cihaz yüzeydeki kılcal damarlar ve gözenekli malzemeler tarafından çekilen damla, su taneciği emme deviniminin ölçümünde kullanılmaktadır. Bu cihaz milisaniye duyarlığında çalışmaktadır ve test edilen akışkanların gerilimini eş zamanlı olarak ölçebilmektedir. Kompleks akışkanlara ve biyo-akışkanlara uygulanabilir.Bilgisayar entegreli TRI/Upkin™ (UP-take + Kinetics) cihazı hızlı bir biçimde yer değiştiren sıvının kinetiğini milisaniye duyarlığında ölçmek için geliştirilmiştir. Otomatikleştirilmiş aygıt düzeniyle numune yüzeyi ,test için hazırlanmış yüksek veya düşük viskozitedeki sıvı ile teste tabi tutar.Ölçme işlemi süresice kılcal damar basıncı, sıvıyı numune yüzeyin gözeneklerine doğru çeker. Aygıtta bulunan hassas bir sensör numune yüzeyin içinde hareket eden sıvının her milisaniyedeki durumunu ölçmek için kullanılır.
11-FX-Texttest 3300 Hava Geçirgenliği Ölçüm Cihazı
Aşağıdaki dijital FX 3300 cihazının resmi, test edilecek herhangi bir numunenin kesilmeden dairesel algılayıcı tutucular (diskler) arasına yerleştirilebileceğini göstermektedir. Kumaş sıkıca (hava kaçmasını engellemek için) onun çevresine tutturulunca kumaş ebatlarının herhangi bir rolü olmamaktadır. Cihaz nonwoven numunesinin iki farklı yüzündeki basınç farkı (Pa) prensibiyle ölçüm yapar. Đki yüz arasındaki basınç eşitlendiği zaman ölçüm durur ve hava geçirgenlik değeri l/m2/s cinsinden okunur. Ölçümlerin büyük parçalar üzerinde yapılmasını sağlamak için tutucu ve cihaz gövdesi arasında yeterince yer de vardır.
Dokusuz yüzeyler; kapitonelerden uyku tulumlarına, temizlik bezlerinden jeotekstillere, otomotiv döşemelerinden çok katmanlı kumaşlara, hava filtrelerinden bebek bezlerine kadar geniş çapta ürün yelpazesine sahiptir. Dolayısı ile bu yüzeyler için kullanılan test metotları da çok çeşitli olabilmektedir. Aynı parametrenin ölçümü haklı olarak jeotekstillerde farklı test metodu ve aparatıyla uygulanmakta iken temizlik bezlerinde farklı test metodu ve aparatıyla yapılmaktadır. Özellikle performans testlerinde, Wira firmasının test cihazları piyasada yaygın olarak kullanılmaktadır.
