Auxetic dokuma kumaş yapısal parametrelerinin araştırılması

Abstract

Gerilme yüklemesi altında deformasyon, kumaşların fiziksel performans davranışlarını belirlemek için kullanılabilecek yöntemlerden biridir. Konvansiyonel kumaş yapıları boyuna yönde uzama altında enine yönde daralma göstermesinden dolayı pozitif Poisson oranına (Poisson’s Ratio-PR) sahiptir. Auxetic yapılar negatif Poisson oranına (Negative Poisson’s Ratio-NPR) sahiptir ve uzama altında enine yönde genişlerler ve basıldıkça daralırlar. Auxetic yapılar gelişmiş performans özellikleri (arttırılmış mekanik özellikler, değişken geçirgenlik özelliği, geliştirilmiş enerji ve akustik emilim özellikleri vb.) göstermektedirler. Auxetic özelliğe sahip dokuma kumaş yapılarının tasarlanmasıyla, konvansiyonel kumaş yapılarına göre yapıya birçok fonksiyonel özelliğin tek adımda kazandırılabilmesi sağlanabilecektir. Kulanım alanı bakımından, özellikle teknik tekstillerde yüksek performans gerektiren alanlarda ve arttırılmış konfor özelikleri bakımından uygun kullanım alanlarında auxetic performans gösteren dokuma kumaş yapılarının kullanımı tercih edilebilecektir. Bu çalışmada, auxetic özellik gösteren dokuma kumaş yapılarının elde edilebilmesi amacıyla dokuma kumaş yapısına auxetic etki kazandırabilecek çeşitli kumaş yapısal parametrelerinin etkileri araştırılmıştır. Farklı yapısal özelliklere sahip iplik (braid iplik, sarmal katlı iplik (HPY) ve monofilament lateks) ve örgü yapılarının (örgü yapısındaki iplik kesişim ve atlama miktarının etkisi) kumaşın auxetic performansları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışma kapsamında elde edilen sonuçlardan, atkı ipliği olarak hacimli iplik yapılarının (braid ve sarmal katlı iplik gibi) ve monofilament lateks yapı bileşeni kullanılarak dokunan kumaşlarda genellikle çözgü yönünde bir NPR etkisinin elde edilebileceği görülmüştür. Kumaşlardan elde edilen NPR etkisinin, ipliklerin yapısal özelliklerinden (iplikleri oluşturan filament sayılarından, ipliklerin kalınlık, hacimlilik, yumuşaklık/sertlik özelliklerinden) ve kumaşın örgü yapısından (ipliklerin kumaş içindeki bağlantı ve atlama sayılarından) etkilendiği gözlemlenmiştir.

Deformation under tensile loading is one of the methods that can be used to determine the physical performance behaviors of fabrics. Conventional fabric structures have a positive Poisson ratio (PR) because they show contraction in the transverse direction under longitudinal elongation. Auxetic structures have a negative Poisson ratio (NPR) and they expand in the transverse direction under elongation and contract as they are compressed. Auxetic structures show improved performance properties (increased mechanical properties, variable permeability, improved energy and acoustic absorption properties, etc.). By designing woven fabric structures with auxetic properties, it would be possible to gain many functional features to the structure in one step compared to conventional fabric structures. In terms of usage area, the use of woven fabric structures with auxetic performance could be preferred in areas that require high performance especially in technical textiles and in appropriate usage areas in terms of increased comfort properties. In this study, the effects of various fabric structural parameters that could gave auxetic effect to the woven fabric structure were investigated in order to obtain woven fabric structures with auxetic properties. The effects of yarn with different structural properties (braid yarn, helical ply yarn (HPY) and monofilament latex) and weave pattern (the effect of yarn intersection and floating amount in the weave structure) on the auxetic performances of the fabric were investigated. From the results obtained within the scope of the experimental study, it was observed that an NPR effect could generally be obtained in the warp direction, in fabrics woven by using bulky yarn structures (such as braid and helical plied yarn) and monofilament latex structure component as weft yarn. It was observed that the NPR effect obtained from the fabrics was affected by the structural properties of the yarns (the number of filaments forming the yarns, the thickness, bulkiness, softness/hardness properties of the yarns) and the weave structure of the fabric (the number of intersection and floating of the yarns in the fabric).