Investigation of Heat Storage and Comfort-Related Properties of the Heat Storing Microcapsule Incorporated Fabrics

Abstract

In this study, investigation of heat storage and comfort-related properties of fabrics treated with microcapsules containing phase change material was aimed. For this purpose, heat storage property of the microcapsules incorporated fabrics were measured by using DSC (Differential Scanning Calorimetry) instrument. The presence and distribution of microcapsules on fabric structure were investigated by SEM (Scanning Electron Microscope) analysis. The comfort-related mechanical, physical, and surface properties of cotton fabrics were tested by standard test methods. According to the DSC results, it was determined that fabrics treated with microcapsule had heat storage capacity of 6.1749 J/g. Air permeability values of the fabrics treated with microcapsule decreased because of closing of the pores in the structure of the fabric by microcapsules. According to the strength and friction test results, significant differences between the properties of the reference and treated fabric were not observed. The bending strength test results showed that microcapsule applied fabrics had a higher bending rigidity than reference fabric. Drape of microcapsule applied fabrics also decreased compared to untreated reference fabric

Keywords

• Phase change material
• Microcapsule
• Heat storage
• Bending resistance
• Friction
• Drape

Isı Depolama Özellikli Mikrokapsül Uygulanmış Kumaşların Isı Depolama ve Konfor ile İlgili Özelliklerinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada faz değişim maddesi içeren mikrokapsül uygulanmış kumaşların ısı depolama ve konfor ile ilgili özelliklerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla mikrokapsül uygulanmış kumaşların ısı depolama özelliği DSC (Diferansiyel Taramalı Kalorimetre) cihazı kullanılarak ölçülmüştür. Kumaş yapısındaki mikrokapsül varlığı ve mikrokapsüllerin kumaş yapısındaki dağılımı SEM (Taramalı Elektron Mikroskop) analizi ile araştırılmıştır. Kumaşların konfor ile ilişkili mekaniksel, fiziksel ve yüzey özellikleri standart test metotları ile test edilmiştir. DSC sonuçlarına göre, mikrokapsül uygulanmış kumaşların 6,1749 J/g ısı depolama kapasitesine sahip oldukları belirlenmiştir. Mikrokapsül uygulanmış kumaşların hava geçirgenlik değerleri, kumaş yapısındaki gözeneklerin mikrokapsüller ile kapanmasından dolayı azalmaktadır. Mukavemet ve sürtünme test sonuçlarına göre referans kumaş ile mikrokapsül uygulanmış kumaş özellikleri arasında önemli fark bulunmamıştır. Eğilme direnci test sonuçları mikrokapsül uygulanmış kumaşların referans kumaşa göre daha yüksek eğilme direncine sahip olduğunu göstermektedir. Dökümlülük test sonuçları incelendiğinde ise artan eğilme direnci ile ilişkili olarak mikrokapsül uygulanmış kumaşların dökümlülüğü referans kumaşlara göre daha düşük bulunmuştur.

Keywords

• Faz değişim maddesi
• Mikrokapsül
• Isı depolama
• Eğilme direnci
• Sürtünme
• Dökümlülük

References

1. Boan, Y., (2005). Physical Mechanism and Charactarization of Smart Thermal Clothing, The Hong Kong Polytechnic University, PhDThesis, Hong Kong.
2. Tao, X., (2001). Smart Fibres, Fabrics and Clothing,
3. Woodhead Publishing Limited, The Textile Institute, Cambridge, England. Mattila, H.R., (2006). Intelligent Textiles and Clothing,
4. Woodhead Publishing Limited, 506p. Cambridge. Shin, Y., Yoo, D., Son, K., (2005). Development of Thermoregulating
5. Microencapsulated PhaseChangeMaterials (PCM). IV. Performance Properties and Hand of Fabrics Treated with PCM Microcapsules. Journal of Applied Polymer Science, 97, 910-915. Materials with Kim, J., Cho, G., 2002. Thermal Storage/Release,
6. Durability and Temparature Sensing Properties of Thermostatic Fabrics Treated with Octadecane- Containing Microcapsule. Textile Research Journal, 72 (12), 1093-1098.
7. Bhatkhande, P.S., (2011). Development of Thermo
8. RegulatingFabric Using PhaseChangeMaterial (PCM). Master'sThesesandDoctoralDissertations, Paper 361, Michigan, USA. Salaün, F.,Devaux, E., Bourbigot, S., Rumeau, P., (2010). Thermoregulating response of cotton fabric containing materials. ThermochimicaActa, 506, 82-93. phase change

9. Sánchez, P.,Sánchez-Fernandez, M.V., Romero, A., Rodríguez, Development of Thermo-Regulating Textiles Using ParaffinWax Microcapsules. ThermochimicaActa, 498, 16–21. L., (2010).
10. Alay, S., Alkan, C., Göde, F., 2012. Steady-State
11. Thermal Comfort Properties of Fabrics Incorporated with Microencapsulated Phase Change Materials. The Journal of The Textile Institute, 103:7, 757-765. Tözüm, M.S., 2014. Isı Depolama Özellikli
12. Mikrokapsül Uygulanmış Kumaşların Isı Düzenleme ve Konfor Özelliklerinin Belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta. Aksoy, A., Kaplan, S., 2013. Production and performance analysis of an antibacterial foot sweat pad. Fibers and Polymers, 14(2), 316-323.
13. Yaman, N., Şenol, M. F., (2007). Hacimli Materyallerin
14. Sürtünme Testleri İçin Alternatif Ölçüm Metodu Üzerine Bir Araştırma. Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi, (2): 1 -13. Aksoy, A., (2012). Tek Kullanımlık Bakım Ve Hijyen
15. Ürünlerinin Performans Özelliklerinin Arttırılması Üzerine Bir Çalışma. Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Süleyman Demirel Üniversitesi. Bhuvana, G.D., Raghunathan, S., (2006). Studies on
16. Frictional Behaviour of Chitosan-Coated Fabrics. Autex Research Journal, 6(4), 216-222. Su, F.H. Zhang, Z.Z.,Wang, K., Jiang, W., Men, X.H., Liu, W.M., (2005). Friction and Wear Properties of Carbon
17. Fabric Composites Filled With nano- Al2O3 ve nano- Si3N4, Composites: Part A:Applied Science and Manufacturing, 37(9), 1351-1357.
18. Ajayi, O.J., Elder, H.M., (1995). Effects of Finishing
19. Treatments on Fabric Friction. Journal of Testing and Evaluation, 23(1), 34-36. Şansal, Ç., (1997). Sürtünme Katsayısı Yöntemi ile Tekstil Yüzeylerinin Analizi. İstanbul Teknik
20. Üniversitesi, Fen Bilimler Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 69s. Avcıoğlu Kalebek, N., (2010). Değişik Yöntemlerle
21. Elde Edilmiş Dokunmamış Kumaşların (Nonwoven) Aşınma-Sürtünme İncelenmesi. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 256s, Adana. Özelliklerinin Okur, A., (2002). Kumaşların Sürtünme Davranışları
22. Üzerine Bir Araştırma, Tekstil Maraton Mart/Nisan 2/2002, 47-62.
23. Backer, S., (1951). The Relationship Between The Structural Geometry Of A Textile Fabric And Its
24. Physical Properties, Part IV: Interstice Geometry And Air Permeability. Textile Research Journal, 21, 703- 7
25. Çeven, E.K., Süle, G., Gürarda, A., Ersöz, A., (2011). Metal
26. Geçirgenliğinin İncelenmesi, Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 16, Sayı Kumaşların Hava Bozdoğan, S., (2008). Poliester Lif Özelliklerinin Örme
27. Kumaşların Isıl Konfor ve Mekanik Özelliklerine Etkisi. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İzmir.