Elektromanyetik ekranlama özellikli örme kumaş geliştirilmesi

Abstract

Elektromanyetik ekranlama özellikli örme kumaş geliştirilmesini amaçlayan bu tez çalışması kapsamında, farklı iletken metal teller ve farklı numaralarda pamuk iplikleri kullanılarak iletken kompozit iplikler üretilmiş, kompozit ipliklerin örülebilirlikleri incelenmiş, üretilen kumaşların elektromanyetik ekranlama etkinliği (EMSE) değerleri tespit edilmiştir. Örgü yapısına elastan iplik katılmasının, örgü yapısının ve her sırada kullanılan iletken kompozit iplik kat sayısının kumaşların EMSE değerlerine etkisi incelenmiştir. Kompozit ipliklerin içindeki metal tellerin vücuda temasını önlemek amacıyla, çift yüzlü örme kumaş yapıları üretilmiştir. Kumaşların endüstriye ve seri üretime uyarlanması amacıyla, ham ve boyalı pamuk iplikleri kullanılarak ikinci bir iletken kompozit iplik grubu üretilmiş ve bu iplikler ile üretilen örme kumaş yapılarının boyama, terbiye ve tekrarlı yıkama işlemleri sonrasındaki EMSE özellikleri incelenmiştir. Boyuna çizgili örme tekniği kullanılarak, daha az miktarda iletken kompozit iplik içeren, daha konforlu, daha ekonomik ancak yeterli seviyede EMSE sağlayan örme kumaş yapıları geliştirilmiştir. Hammadde maliyeti daha yüksek olan iletken metal iplikler ve iletken materyallerle kaplanmış iplikler kullanılarak örme kumaş yapıları üretilmiş ve EMSE değerleri ölçülerek kompozit iplikler ile üretilen kumaşlarla kıyaslanmıştır. Literatürdeki çalışmalardan farklı olarak, üretilen kumaşların EMSE değerleri iki farklı metot (koaksiyel iletim hattı ve serbest uzay test düzeneği) ile ölçülmüştür. Sonuç olarak; EMSE test yönteminin, uygulanan frekans değerinin, iletken iplik tipinin, iletken iplik kat sayısının, örgü yapısının ve kumaşın sıra sıklığı değerlerinin atkılı örme kumaşların EMSE değerleri üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen bilgiler ışında, gündelik kullanıma uygun, giyilebilir formda ürün üretimine yönelik olarak çalışmalarda bulunulmuş ve cep kısmında elektromanyetik dalgalara karşı koruma sağlayan dört adet kazak üretilmiştir. Kazakların iki tanesi, cep kısımlarında 100MHz - 1,5 GHz frekans aralığındaki elektromanyetik dalgalara karşı 5 dB (%68,38) ve üzerinde koruma sağlarken diğer iki kazak 47 dB (%99,998) ve üzerinde koruma sağlamaktadır.

The aim of this Ph.D. thesis is development of knitted fabrics with electromagnetic shielding properties. Within the context of this thesis; conductive composite yarns consisting of cotton yarns with various counts and conductive metal wires are produced. Knitting performances of the conductive composite yarns and electromagnetic shielding effectiveness (EMSE) properties of the fabrics are investigated. Effects of spandex yarn, knitting structure and metal wire amount on EMSE properties of the fabrics are investigated. Double face fabrics with conductive composite yarns in fabric face and cotton yarns in fabric reverse are developed to avoid the touch of metal wires to body of the wearer. In order to adaptation and mass production of electromagnetic shielding knitted fabrics to the industry, a second group of single jersey fabrics are produced with conductive composite yarns consisting of raw and dyed cotton yarns. EMSE properties of the fabrics are investigated following the dyeing, finishing and washing processes. More comfortable and more economical knitted fabrics with sufficient EMSE properties are developed by using the vertically striped (wrapper) knitting technique. Single jersey fabrics consisting of conductive metal yarns and conductive material plated yarns, that have high raw material costs, are produced and the EMSE properties of the fabrics are compared with the fabrics consisting of conductive composite yarns. Unlike the studies in literature, EMSE properties of the fabrics are performed with both coaxial transmission line and free space measurement (by using an anechoic chamber) techniques in the frequency range of 100 MHz 1.5 GHz and 1 GHz 18 GHz respectively and results analysed comparatively. Consequently, it is observed that the type of the EMSE test method, the applied frequency, conductive yarn type, metal wire amount, knitting structure and the course per cm value of the fabric are highly significant on the EMSE of knitted fabrics. In the light of the information obtained from EMSE test results of the knitted fabrics, casually wearable knitted garments with electromagnetic shielding ability have been developed. Four different V-neck sweaters providing electromagnetic shielding in pocket part are produced. While two of the sweaters pocket part have 5 dB (68,38%) or more EMSE, the other two sweaters pocket part have 47 dB (99,998%) or EMSE in the frequency range of 100MHz ?1.5GHz.