Teknologie kandidatexamen med huvudområde textilteknologi Textilhögskolan
2012-05-23 Rapportnr: 2012.2.10
Wicking – Utvärdering av två standarder
Elin Elg och Anna Vahlberg
Sammanfattning
Syftet med rapporten är att utvärdera och jämföra två standarder, AATCC Test method 198- 2011: Horizontal Wicking of Textiles och AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles. Standarderna publicerades år 2011 av American Association of Textile Chemists and Colorists. Standarderna mäter wicking, det vill säga, med vilken hastighet som vätska transporteras genom textil, med en horisontell och en vertikal testmetod. Hastigheten anges i olika enheter beroende på standard, enheten för AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles är mm/s och AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles anges i mm2/s. Skillnaden i enhet och mätmetod innebär att standarderna inte kan jämföras rakt av genom resultat och mätvärden mellan de båda standarderna. Utvärderingen kan därför endast utföras med hjälp av mätprecision, vilken standard som kan tillämpas på flest tygkvaliteter och hur nära mätresultatet ligger verkligheten i vardera standard. Ytterligare en del i rapporten är att undersöka om tygkvaliteter som kan testas av standarderna före tvätt, förändrar sina egenskaper efter tvätt så att en provning är möjlig.
Provningen utfördes enligt den metod från standarder i en standardiserad miljö på Textil och läderlaboratoriet i Stockholm. Testmetoden för AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles är att droppa vätska på ett horisontellt placerat tygprov. Mätningen tar ingen hänsyn till vätskans spridningsriktning i tyget. Testmetoden för AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles är att en tygremsa placeras i en bägare så att ena kortänden har kontakt med vätskan och transporteras upp i tygprovet. Testet har två olika nivåer att mäta hastigheten vid, en kort och en lång. Provning sker med tygprover i både varp- och väftriktning, då riktningen påverkar resultatet.
För att få en indikation på vilka material som kan tillämpas på vardera standard utförs testmetoderna på provmaterial med en stor variationsbredd i materialkomposition, konstruktion och behandling. Provresultaten skiljer standarderna åt och en tydlig trend visar att den ena standarden gav ett mer tillförlitligt resultat än den andra oberoende av variation på material.
Standard AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles kan tillämpas på fler tygkvaliteter än standard AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles.
Ingen av standarderna kunde appliceras på hydrofoba tygkvaliteter. För standard AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles var vätskemängden för stor för att vissa av de utvalda tygkvaliteterna skulle kunna absorbera och transportera vätska. Vätskan droppade igenom tyget och gav ett ej tillförlitlig mätresultat av wicking. Med stöd i en statistiskanalys och jämförelse mellan standarderna gav även AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles ett statistiskt säkrare provresultat med lägre varians i de olika materialen.
Provmaterial som inte var tillämpbara på standarderna ändrade ej sina egenskaper efter en tvättbehandling i så stor utsträckning att en tillämpning på någon av standarderna kunde göras.
Nyckelord: Wicking, vätning
Abstract
The aim of this study where to evaluate two standards, Horizontal Wicking of Textiles:
AATCC Test Method 198-2011 and Vertical Wicking of Textiles: AATCC Test Method 197- 2011. They where published in 2011 by the American Association of Textile Chemists and Colorists. Both of them measure the wicking rate through a textile. The two standards measures two different units, for Test Method 197-2011 it´s mm/s and for Test Method 198- 2011 it´s mm2/s. The difference in units results in different applications. Therefore the evaluation between them only concerns measurements precision, the materials range of variation within each standard and how near the true value the measurements are to reality.
An additional parameter that were analyzed is how applicable material for the standards
changes characteristics, if the material becomes applicable after one washing treatment or not.
The test where conducted according to the standards in a standard environment at the Textile and Leather Laboratory in Stockholm. The course of action for Test Method 198-2011 where to drip liquid unto a horizontal placed impactor. Then measure the longest way the liquid wicked in warp and weft direction. Test Method 197-2011 where conducted in both warp and weft direction, which gave a markedly difference in the responses. The method´s execution where to place a fabric strip in an Erlenmeyer flask containing liquid. The fabric strip where placed so only the tip where under the surface. There where to levels where measures was supposed to be taken, one short and one long.
By contucting the test methods on materials that had a range of variation in fiber contents, construction and finishing, gave an indication of what kind of material that could be evaluated in each standard. The results differed the standards and a distinct trend showed that one of the standards had a more reliable result than the other, independent of the range of variation in the materials.
Test Method 197-2011 could be used on every material in this study expect from the ones that where hydrophobic. This was a significant difference from Test Method 198-2011. The method had a quantity of liquid that much of the materials couldn´t absorb and wick. The liquid dripped through and gave a not reliable result. With the support of a statistical analysis and comparison between the standards, the Test Method 197-2011 gave a statistical reliable result with a lower variance in most of the materials. The materials that were not applicable on the standards did not change its characteristics after one washing, which did not make it more suitable for the standards.
Keywords: Wicking, wetting
Förord
Denna rapport är ett examensarbete utformat under 10 veckor, det tredje året på Textilingenjörsprogrammet vid Textilhögskolan i Borås, våren 2012. Den praktiska delen av arbetet är utförd under två veckor på Textil och Läderlaboratoriet i Stockholm. Textil och Läderlaboratoriet bidrog även med projektförslag och vinkling till rapporten.
Sammanställning av teoridelen och analys av resultatet genomfördes i Borås.
Vi vill tacka våra externa handledare på Textil och Läderlaboratoriet, Sofia Morsten och Lisa Bernestål, för hjälp med anskaffning av material, testutrustning och vägledning genom arbetet. Tack till personalen på Textil och Läderlaboratoriet för lokal och två lärorika veckor av provning. Vi tackar företagen som bidrog med material till provning och Jari, Nisse och Mira Niemi för boende under veckorna i Stockholm.
Tack till Magnus Lundin, Universitetslektor vid Institutionen Ingenjörshögskolan på Högskolan i Borås, för matematiskt stöd. Slutligen vill vi tacka vår handledare, Jonas Stray, Universitetslektor vid Textilhögskolan i Borås, för stöd och vägledning genom rapportens utformning.
Elin Elg Anna Vahlberg
Innehållsförteckning
Innehåll
1 Inledning ... 1
1.1 Bakgrund ... 2
1.1.1 Vätning ... 2
1.1.2 Wicking ... 3
1.1.3 Applikationsområden ... 5
1.1.4 Testmetoder av wicking ... 6
1.3 Frågeställning ... 9
1.4 Avgränsningar... 9
2 Metod ... 10
2.1 Testförfarande ... 10
2.1.1 Vertikal provning ... 10
2.2 Metoddiskussion och materialval ... 12
2.3 Statistik- och analyseringsmetod ... 14
3 Resultat ... 15
4 Diskussion ... 19
5 Slutsats ... 23
6 Reflektion ... 24
7 Framtida forskning... 25
Litteraturförteckning ... 26 Bilaga 1 – Materiallista ... I Bilaga 2 – Primärdata ... IV Bilaga 3 – Probability Plot ... XXII Bilaga 4 – Beskrivande Statistik ... XXIV Bilaga 5 – Histogram normalkurva ... XXVII Bilaga 6 – Variansändring ... XXIX Bilaga 7 – Individual Value Plots Före och Efter tvätt ... XXXI Bilaga 8 – Ordlista ... XXXII
1
1 Inledning
Inom textilindustrin är vätning och wicking två viktiga egenskaper, både i framställningsprocesserna av textil och i den färdiga slutprodukten. Definitionen av wicking är hur vätska vandrar genom en porös media, så som textilier. Fuktegenskaperna kan påverkas av fiberns uppbyggnad och tygets struktur men även av olika slutbehandlingar.
Bedömningar kring tygets wickingegenskaper sker utifrån olika metoder. Textilen kan transportera fukten på olika sätt, vertikalt eller horisontellt. Skillnaden är på vilket sätt vätskan kommer i kontakt med tyget. Vid horisontell wicking träffar vätskan ett horisontellt placerat tyg och en spridning sker medan en vertikal wicking uppstår när vätskan fuktar i tygets tvärsnitt och transporteras upp i tyget. För att mäta vertikal wicking placeras ett tyg i vätska som fuktar tyget samtidigt som vätskan kan transporteras genom tyget vid goda fukttransportsegenskaper. Ett mått på hur stor wickingförmåga tyget har är hur högt vätskan stiger i tyget. Horisontell wicking på tyger undersöks genom att droppa vätska på ett plant liggande tyg och observera på vilket sätt och i vilken grad vätskan sprider ut sig. (Hatch, Textile science, 1993, s. 34)
Textilindustrin använder olika metoder för att mäta wickingegenskaperna i tyg men det har aldrig funnits någon uttalad metod som använts av hela branschen. (RA63 A. C., 2011, s.
373)En standardiserad metod som finns är EN ISO 11092: Textiles- Physiological Effects- Measurement of Thermal and Water-Vapour Resistance under Steady-State Conditions.
(Morris & Morris, 2007, s. 27)Standarden behandlar inte enbart wicking utan är en kombinerad standard som ger information om komforten runt ett klädesplagg det vill säga värmeflödet och hur mycket vattenånga som tränger igenom tyget. Tidigare standarder inom vertical wicking är DIN 53924 (1978): Determination of the Rate of Absorption of Water by Textile Materials (Height of Rise Method) och BS3424 Method 21 (1973): Determination of Resistance to Wicking. För horsiontell wicking finns standard BS 3554 (1970), Determination of Wettability of Textile Fabrics, och metoden AATCC Method 39-1977, Evaluation of Wettability. (Mehta, 1984, ss. 471-473) Metoderna bakom standarder beskrivs mer utförligt under avsnitt, 1.1.3 Testmetoder av wickingeffekt.
Idag finns det ytterligare två testmetoder som har utvecklats och publicerats av AATCC, American Association of Textile Chemists and Colorists, år 2011. Standardena, AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles och AATCC Test method 197-2011:
Vertical Wicking of Textiles, mäter fukttransport, wicking, vertikalt och horisontellt.
Standarderna är inte ett mått på komfort utan visar endast ett resultat för wickinghastigheten.
(RA63 A. C., 2011) (RA63 A. C., 2011)
AATCC grundades den 3 november 1921 i Massachusetts av Lousi A. Olney, professor vid Lowell Textile School, under ett möte med the Engineer´s Club tillsammans med 140 män.
Anledningen var att under första världskriget stoppades införandet av färgämnen från Europa vilket gjorde att en tillverkning började i Amerika men med blandade resultat. För att säkerhetsställa att färgämnena höll en hög och jämn kvalitet uppstod ett behov av olika textila testmetoder. AATCC delade fram till 1963 lokaler med Lowell Textile School men 1964 byggdes nya lokaler som kallades Tekniska Center i Research Triangle Park, placerat i North Carolina. AATCC har under åren utvecklat en mängd olika standarder och testmetoder som spridit sig över hela världen men utför även kvalitetskontroller och bidrar med ett textiltnätverk. Idag finns ett samarbete med medlemmar i 60 länder och AATCC är i dagsläget en världsledande förening som bedriver en icke- vinstdrivande verksamhet mot textilbranschen. (Colorists)
2
Testmetoderna är framtagna med anledning att textilbranschen har utvecklat material med förändrade wickingegenskaper, wickingförmågan baseras på konstruktion, moisture management, mer än materialval. Standarderna kan tillämpas på trikå, väv och nonwoven.
Textilbranschen har efterfrågat en säker standardiserad metod för att mäta vertikal och horisontell wicking. Tillvägagångssättet baseras på metoder som publicerades 2004 i AATCC/ASTM International's Technical Supplement: A Compilation of Procedures and Guidelines for Textile Products och 2008 AATCC/ASTM International's Moisture Management Technical Supplement: Applicable to Apparel, Linens and Soft Goods. (RA63 A.
C., 2011, s. 377) 1.1 Bakgrund
Avsnittet bakgrund är en teoretisk del som ska ge en större insikt i begreppen wetting, wicking, applikationsområden och vilka testmetoder som tidigare använts inom textilindustrin.
1.1.1 Vätning
Innan ett tyg kan transportera vätska vidare i ett poröst material, tyg måste en vätning ske.
Olika vätskor och material har olika vätningsegenskaper och alla är inte uppbyggda med möjligheten att kunna väta det specifika materialet. Faktorer som påverkar vätningsförmågan i tyg är inte bara vilken vätska som tyget utsätts för utan även vilken konstruktion, fiber och garntyp tyget består av. När tygets uppbyggnad påverkar hur mycket av materialet som fuktas används termen vätbarhet, wettability. Vätning, wetting, används vid beskrivning av det händelseförlopp som sker när en speciell vätska kommer i kontakt med tygets yta. (A. Patnik, 2006, ss. 1-2)
Både ytan på tyget och vätskan har en energi. Ytan på en vätska består av färre molekyler och därmed färre bindningar än i vätskans inre. När molekylerna vid ytan får mer utrymme att röra sig bildas högre energi än inne i vätskan vilket kallas för ytspänning. Ytspänningen bidrar till en ensam vätskedroppes sfäriska form, då energin påverkar ytan så att den minimeras.
Ytspänningen mäts i N/m eller J/m2. (Nationalencyklopedin, www.ne.se)Tygets ytenergi måste vara högre än ytspänningen för att tyget ska blötas eller dränkas i vatten. (A. Patnik, 2006, s. 1) Vanligen har tyg förmågan att vätas, även om det krävs särskilda förhållanden vad gäller tid- och omgivning. Det är bara i extrema fall som tyget beter sig helt hydrofilt eller endast hydrofobt. (David B. Clark and Bernard Miller, 1978, s. 256)
Vätningsprocessen kan ske med fyra metoder, neddoppning, kapillär absorption, adhesion och spridning. Vid både neddoppning och kapillärkraft sker en energiförändring i gränsytan mellan det fasta materialet och vätskan. Neddoppning sker genom att det textila fasta materialet sänks ner i en vätska. (A. Patnik, 2006, s. 3)Kapillärkraften kan förklaras med det händelseförlopp som sker när material kommer i kontakt med vätska och materialet har en starkare attraktionskraft till vätskan än vad vätskan har till sig själv. Vätskans molekyler söker sig upp mot materialet och rör sig i smala rör eller porösa material med effekten att vätskan antingen stiger eller pressas ned i materialet (Nationalencyklopedin, www.ne.se)
En attraktion kan uppstå när en vätska kommer i kontakt med ett fast material, detta kallas adhesion. Attraktionskraften som uppstår mellan vätskan och det fasta materialet motsvarar energin som vätskan och det textila materialet har var för sig. (A. Patnik, 2006, s. 3) Spridning sker när vätska träffar ett fastmaterial och sprider sig över ytan där mängden vätska ska bestå
3
av minst två molekyler i höjd. Spridningen sker med kapillär kraft över tygets yta. (A. Patnik, 2006, s. 4)
Olika matematiska formler och ekvationer kan användas för att beräkna vätbarheten i ett material. Två viktiga parametrar kring vätbarhet är adhesion och ytenergin på det fasta materialet. Adhesion är ofta den avgörande faktorn i hur vätbart ett material är och påverkas av attraktionen mellan vätskan och det fasta materialets struktur och ytenergi. Materialets förmåga att torka beror på hur fibern är uppbyggd, med både kemisk och fysisk struktur. Likt adhesion påverkas ytenergin av den kemiska och fysiska strukturen. Ytenergin på det fasta materialet styr reaktionen med vätskan. När vätskan bildar en droppe på materialets yta bildas en kontaktvinkel mellan droppen och materialet. (A. Patnik, 2006, s. 5) Vinkeln kan användas vid beräkningar av spänningen i gränsytan mellan tillstånden fast material, vätska och ånga.
(A. Patnik, 2006, s. 2) Denna beräkning är problematisk att använda på textila material som tyg. Eftersom tyget kan ha en ojämn struktur som ger upphov till olika vinkel mellan tyg och droppen beroende på var i tyget testet görs. (A. Patnik, 2006, ss. 25-26)
Det finns olika sätt att mäta vätbarhet. Två enkla testmetoder kan användas trots att de ger ett något osäkert resultat. Testerna påverkas av tygets uppbyggnad samtidigt som det ger ett sammanslaget mätvärde av vätning, transport av fukt och absorption. Det första testet utförs genom att ett material placeras i en vätska och mätvärdet ges av tiden som går innan materialet hamnar under vätskeytan. I det andra testet placeras en droppe på ett material och tiden som går innan droppen har försvunnit in i materialet noteras. (A. Patnik, 2006, s. 25) Mätningar i tyg kan göras med resultat som endast syftar till vätningsförmågan och då i både tygets längdriktning och vinkelrätt mot tyget. (A. Patnik, 2006, s. 26)
1.1.2 Wicking
I denna rapport används det engelska ordet, wicking, eftersom det inte finns en vedertagen översättning av termen på svenska. Ordet böjs enligt svensk grammatik. Anledningen till valet var att författarna inte ville skapa några oklarheter då de alternativ som finns att översätta termen med kan missförstås beroende på meningsuppbyggnad.
Wicking i garn och textilier sker endast med hjälp av yttre krafter och kapillärkrafter.
Fenomenet uppträder endast om en vätska väter fibern. Vätningen resulterar i en spontan wicking. Kapillärkrafter uppkommer när vätskan väter fibern och krafterna orsakar att de kapillära områdena fylls med vätskan. (Hatch, Textile science, 1993, s. 33)(Kissa, 1996, s.
666)
Wickingen bestäms av vätskans ytspänning och genom tryckförändringen i övergången mellan vätska och fiber. På molekylnivå bestäms kraften av hur vätskan är uppbyggd, det vill säga vilka kemiska bindningar som verkar emellan de olika molekylerna. De krafter som uppkommer mellan molekyler i fiberytan och molekylerna i vätskan har även de en påverkan.
I ett makroskopiskt perspektiv definieras trycket i övergång mellan fiber och vätska som den energi som krävs för att öka övergångens area med en enhet. (Gibson, 2006, s. 137)
Vid wicking i en enskild fiberpor påverkar vätskans ytspänning en tryckförändring i området där vätskan möter fibern. Där bildas en kurvformad övergång till fibern. I ett genomsnitt av poren kan man se att det då bildas en halvcirkel av ytan på vätskan. Med hjälp av den geometriska formen kan man förenkla till en modell som kan och förutsäga vilket tryck vätskeövergången har. Dock är ingen por lik den andra, sällan är de helt sfäriska, vilket
4
resulterar i användningen av ett estimerat värde av porens radius. Det är inte bara porens form som påverkar vätning och wicking. Själva strukturen på porens väggar spelar även roll. Ett material som väts och wickar på en helt plan yta, kan ha ett helt annorlunda beteende om samma material förekommer som en fiber. (Gibson, 2006, ss. 136-137)
De kemiska bindningar som vanligtvis påverkar ytspänning och spänning mellan vätska och fiber är Van der Waalsbindningar och jonbindningar. Van der Waalsbindningar är allmänna krafter som verkar mellan alla större molekyler och i alla faser. Jonbindningar är polära och sker mellan negativt och positivt laddade atomer eller molekyler, så kallade joner.
Jonbindningarna är betydligt starkare än Van der Waalsbindningarna. Vid innehåll av mycket joner i en vätska förbättrar vätningen väsentligt, även vidhäftningen för vätskan ökar vilket i sin tur förbättrar wickingen. (Gibson, 2006, s. 139)
Wickingens hastighet kan påverkas genom att förändra porernas storlek i fibern. Ju mindre porerna är i fibern desto starkare blir kapillärkrafterna i dem. Vid ökning av kapillärkraft transporteras vätskan längre i fibern. Men fiberns kapacitet att behålla vätskan påverkas inte enbart av de små porerna utan även i vilken grad fibern är porös. För att få en effektiv wicking krävs att porerna är likformigt fördelade och är sammankopplade. (Hsieh, 1995, ss. 306-307) Wicking kan delas upp i två större grupper. Den ena baseras på en oändlig tillförsel av vatten, t. ex att textilen är sänkt i vatten, transplanar wicking och längsgående wicking. Den andra har en begränsad vattentillförsel vilket resulterar i horisontell wicking. (Kissa, 1996, s. 666) Fukttransporten är starkt kopplad till hur interaktionen mellan fiber och vatten är och vilken geometrisk form fibern har. Sker en förändring i någon av dessa parametrar resulterar det i en skillnad, för både vätning av material och fukttransport. (Hsieh, 1995, ss. 306-307)Även vilken mängd vätska och sort påverkar hur vätskan transporteras i fibern.
Beroende på hur interaktionen är mellan fiber och vätska, uppträder de fyra olika wickingfenomenen på olika sätt och kan delas in i fyra kategorier; vätskan rör sig endast i de kapillära områdena, vätskan fyller de kapillära områdena och väter fibern, vätskan fyller de kapillära områdena och adsorberar en tensid på fibern, vätskan rör se i de kapillära områdena samt väter fibern och adsorberar en tensid på fibern. Tensider påverkar alla sorters wicking.
(Kissa, 1996, s. 666)
Wicking sker även mellan tyger, i konstruktioner med lager på lager eller i färdiga kläder med flera lager. Ju högre tryck man har på de olika lagren desto mer vätska transporteras mellan dem trots att mängden av vätska är liten. Men det finns en brytpunkt på hur stort trycket kan vara innan det motverkar och eliminerar de kapillära områdena som vätskan kan röra sig i. (Q.
Zhuang, 2002, ss. 733-734)
Med hjälp av en modell kan man förutsäga den vertikala wickingen. De parametrar som tas hänsyn till är fiber- och garngrovlek, fiberns tvärsnitt, hur många fibrer garnet innehåller och vilken tvist som finns på garnet. Wickingen påverkas även av antalet fibrer i garnet. Två liknande garn med skillnaden i många smala fibrer i det ena och det andra har få tjocka fibrer har det garn med många fibrer högre wicking. Garntvisten påverkar wickingen, då ett garn med hög tvist har lägre wicking eftersom tvisten orsakar att de hålrum och porer som ger wicking försvinner i och med hoppackningen. (Brojeswari Das, 2011, ss. 978-981)
5 1.1.3 Applikationsområden
Vid färgning och slutberedning av textil har materialets fuktegenskaper en central roll.
Fibersorter med god fuktabsorptionsförmåga, som bomull, ger en svällning av fibern vid kontakt av vätska. Förbrukningen av kemikalier och vätska förändras i jämförelse om en liknande process utförs på ett material, polyester, som inte har lika stor grad av vätningsförmåga. För att få ett önskat och konsekvent resultat krävs ofta en förbehandling innan en slutberedning som färgning utförs. Behandlingar som går att genomföra för att kunna hantera textilen på ett kontrollerat sätt i slutberedningar är till exempel tvättning och avklistring (Hatch, Textile science, 1993, ss. 387-388) En och samma process kan ge olika resultat och kvalitetsvariation vid olika fiberslag. Vilket innebär att processen måste anpassas till den specifika fibern som ska behandlas för att få ett snarlikt resultat oberoende av fibersort. (A. Patnik, 2006, s. 89)
Exempel på slutprodukter som kräver höga nivåer av egenskaperna vätning och wicking, är bland annat, geotextil, sportkläder, arbetskläder, skor, medicinska material, filter och produkter så som våtservetter, blöjor etc. Vid filtrering och separation av olika vätskor är vätningsegenskapen av materialet en avgörande faktor. Beroende på vilket område filtret ska användas kan det anpassas så att en vätska kan passera samtidigt som en annan stannar kvar på ytan beroende på interaktionen mellan vätskan och det fasta filtrets yta. (A. Patnik, 2006, s.
89)
I sportkläder och arbetskläder, som används i samband med ett högt arbetstempo, är en hög fukttransport nödvändig för att inte skapa obehag och en försämrad komfortupplevelse. (A.
Patnik, 2006, s. 89) Fukt är något som människokroppen producerar och utsöndrar kontinuerligt under hela människans livstid. En timmes kroppsproduktion av fukt är 30 gram och under ett dygn utsöndras 0.71 liter. En tredjedel försvinner från kroppen via lungorna med luften människan andas och två tredjedelar utsöndras genom huden. När fukten avlägsnas från kroppen hamnar den på hudens yta där kroppen måste producera värme för att omvandla vätskan till ånga. Värmeproduktionen gör att kroppen kyls ner och det är därför viktigt att fukten snabbt transporteras bort från kroppen med hjälp av material med goda vätnings- och wickingegenskaper anpassat efter omgivningens förutsättningar. (Hatch, Textile science, 1993, ss. 31-33)
När fukten avlägsnas från kroppen så påverkas inte värmeproduktionen som kroppen satt igång av det textila materialet. Värmeproduktionen fortskrider och är beständig även om upplevelsen av en förbättrad komfort infaller. (Hu, 2008, s. 239) Komforten påverkas även av tyget som ligger mot huden, om det är torrt eller fuktigt. Ett fuktigt tyg mot kroppen kan ge upphov till blåsor och skavsår till exempel av strumpor i skor. (Hatch, Textile science, 1993, ss. 31-33) En ultimat materialuppbyggnad för detta ändamål är en kombination av hydrofilt och hydrofobt material. Innerlagret av tyg är hydrofobt men tillåter en diffusion och lagret utanpå, det vill säga bort från kroppen, är av hydrofilsort som gör att vätskan sprider sig över en större yta vilket påskyndar dunstningen. Denna konstruktion kallas för fuktreglering, moisture management. (A. Patnik, 2006, s. 89)
Material med goda fuktegenskaper är under utveckling och idag finns patent och dokumentation av material med goda komfort- och fuktegenskaper. Förbättringar har skett genom förändring av slutbehandlingar, materialval och materialutformning, anpassat efter specifikt användningsområde. (A. Patnik, 2006, ss. 89-93)
6
Textila material kan vätas och absorbera vätska på många olika sätt. På molekylnivå kan vätskans molekyler attraheras och fastna genom kemiska band vid molekylerna i det fasta textila materialet. Vätskan kan även absorberas av materialets ytenergi och med kemiska band bindas till ytan på ett fast material. Samtidigt har strukturen på det fasta materialets yta en stor inverkan på hur mycket vatten som kan absorberas och inte. En slät och tät yta gör att vätskan har svårt att tränga in i textilen medan en luftigare och skrovligare yta ger bättre förutsättningar för vätskan. (Hatch, Textile science, 1993, s. 34) En viss mängd vätska kan inneslutas i de flesta tyger men endast till en viss grad, tills vätskekvoten är mättad.
Vätskevolymen beror på tygets fuktegenskaper, tjocklek och till vilken hastighet omgivningen tillåter fukten att avdunsta. Om materialet har en speciell egenskap eller kombinerad kan de försämras eller helt försvinna vid vätning. Ett värmeisolerande material som blir fuktigt förlorar sin isoleringsförmåga. Materialet måste anpassas till användningsområdet och hur klädernas design påverkar materialet negativt eller positivt. Ett välutvecklat textilt material som används i fel design kan innebära att egenskaperna försvinner eller försämras. (Hu, 2008, s. 238)
Inom medicin- och hygienbranschen är material som har fukttransporterande egenskaper viktiga. Eftersträvande effekter är att kunna styra flödet av vätska och att i vissa avseenden snabbt transportera vätskan bort från kroppen till det yttre lagret av produkten. (A. Patnik, 2006, s. 95)
1.1.4 Testmetoder av wicking
Testmetoderna för att undersöka wickingens hastighet i tyg är många men få är standardiserade. Nedan presenteras metoder som är standardiserade och har ett liknande utförande med standarderna AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles och AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles. Testmetoder som inte är standardiserade och avviker från testutförandet i standarderna nämnt ovan nämns mer kortfattat.
Två standardiserade metoder publicerades under 70-talet och visar på två olika sätt att mäta vertikal wicking. Standarderna är; DIN 53924 (1978): Determination of the Rate of Absorption of Water by Textile Materials (Height of Rise Method) och BS3424 Method 21 (1973): Determination of Resistance to Wicking. Metoden för standarderna är att föra ner en rektangulär tygprovsremsa, med måtten 200×25 mm, i en vätska. Vätskan består av enbart destillerat vatten eller destillerat vatten som har färgats med ett färgämne med reservation att inte påverkar vätskans laddning. Det destillerade vattnet transporteras upp i tygremsan tills testets bestämda sluttid nås. Mätvärdet som noteras är hur vilken sträcka vattnet har vandrat upp i tyget. Testerna utförs i ett standardiserat klimat i en relativ luftfuktighet av 65 % med en temperatur av 20ºC och tygproverna ska konditioneras i klimatet innan test. (Mehta P. o., 1984, s. 471)
Genomförandet är identiskt mellan standarderna, skillnaden är i hur lång testtiden är för de båda försöken vilka är anpassade efter materialet som vardera standard är inriktad på. För standard DIN 53924 är sluttiden fem minuter och gäller främst för tyger som ska ge en god komfort med snabbare wicking i kläder. Standard BS 3424 Method 12 lämpar sig bättre till tyger med lägre och långsammare wicking som belagda tyger, testtiden är 24 h.
Artikelförfattarna, Hartnett och Mehta, menar att standarderna skiljer på om tygerna kan transportera vätska och då främst på ytan av tyget. Vidare diskuterar författarna att standarderna inte ger ett mått på hur mycket vätska som sugs upp av tyget då vätskan i många fall endast vandrar på tygets yta. Det finns ett samband mellan wickingeffekten och
7
uppsugningsförmågan i ett tyg men eftersom tyg har en stor variationsbredd i tjocklek och struktur så kan resultaten sinsemellan inte jämföras. Med undantag i fallen där tjocklek och struktur är likvärdiga men värdet blir ett specifikt mått inom den tygkvalitetsgruppen.
Kombinationer där tygprovets vikt med och utan vätska tillsammans med wickinghöjden ger en hänvisning om hur effektiv uppsugningsförmågan i tygprovet är. (Mehta P. o., 1984, ss.
471-472)
Andra sätt att mäta en vertikal wickingeffekten i tyg är genom syphon test. Testet består av att en tygremsa placeras mellan två bägare, en med vätska och en utan, vätskan transporteras från den vätskefyllda bägaren till den tomma. Mängden vätska som transporteras till den tomma bägaren genom tyget är ett mått på hur stor wicking tyget har. Syphon test är en inte standardiserad metod och beskriver i större utsträckning hur stor mängd vätska som transporteras till skillnad från ett vertikalt wicking test. (A. Patnik, 2006, s. 44)Vertikal wicking påverkas av gravitationskraft speciellt under längre testmetod eller ett större testintervall i materialet. Vid kortare testintervall, när vattenlinjen i tyget är nära vätskekällan, kan gravitationskraften försummas. (A. Patnik, 2006, s. 42) Enligt Hsieh så sker en wicking när vätskans vikt är lägre än kappillärkraften genom tyget. När wickingeffekten i tyget avtar har en balansering skett mellan vätskans vikt och kappillärkraften. (Hsieh, 1995, ss. 299-307) En metod för att mäta horisontell wicking har funnits sedan 1970 och är en modifiering av standard BS 3554 (1970), Determination of Wettability of Textile Fabrics, och AATCC Method 39-1977, Evaluation of Wettability. Utförandet ska ske i standardiserad miljö av temperaturen 20ºC med en relativ luftfuktighet av 65 %, samtidigt som proverna är konditionerade till samma förhållande. En droppe faller med en höjd av 6 mm på tygprovet som är horisontellt placerat och upplyst av en ljusstråle där det flytande materialet möter det fasta. Destillerat vatten används i testet men vätskan kan även anpassas efter tygkvalitet. Om tyget har hög wickingförmåga får vätskan, utöver det destillerade vattnet, innehålla 50 % socker med effekten av en långsammare wicking. Tiden mellan att vätskan träffar tyget till att ljusstrålens reflektioner försvinner från tygets yta utgör mätvärdet som ska noteras. Hartnett och Mehta för en diskussion kring att standarderna beskriver vätningen i en större grad än wickingförmågan. Genom en tillämpning av fler mätaspekter än tiden, så som diameter vätskespridningen sig eller en procentuell siffra mellan vikten på det fuktiga tyget jämfört med ett torrt tyg kan ge en bättre indikation på wickingförmågan i materialet. En annan metod som diskuteras är Lennox-Kerr´s förslag om att ändra den ändliga tillförseln av vätska till en kontinuerlig. Genom att placera ena änden av ett mättat tyg med wickingförmåga i en behållare med en vätska och låta andra änden komma i kontakt med tygprovet. Trycket ska vara kontrollerat med en jämn spridning av vätskan på tyget, där mätvärdet är diametern på spridningen. (Mehta P. R., 1984, s. 472)Testmetoder med en kontinuerlig vätskekälla är dock mindre komplex än en ändlig. (A. Patnik, 2006, s. 50)
Varianter på test av horisontell wicking är bland annat ett ring test som övervakas och utvärderas utifrån att filma med en filmkamera. En annan variant är när tyget placeras mellan två glasskivor, där en utav skivorna har ett hål där vätska kan komma i kontakt med tygprovet. (A. Patnik, 2006, ss. 50-51)Enligt Gillespie finns en koppling mellan en ekvation från Darcy´s lag och spridningen av horisontell wicking på papper. Tyg är ett mer komplext material och beter sig olika i alla riktningar därför kan inte en liknande koppling göras.
(Gillespie, 1958)
Utöver vertikal, horisontell och syphon test finns bland annat testmetoden, plate test. Testet
8
saknar ett standardiserat testutförande men påminner om ett horisontellt test men skiljer sig i testutrustning och testutförande. (Mehta P. R., 1984, ss. 471-472)
Ytterligare en standardiserad metod är EN ISO 11092: Textiles- Physiological Effects- Measurement of Thermal and Water-Vapour Resistance under Steady-State Conditions.
(Morris & Morris, 2007, s. 27)Standarden behandlar inte enbart wicking utan är en kombinerad standard som ger information om komfort i ett klädesplagg, det vill säga värmeflödet och hur mycket vattenånga som tränger igenom tyget. (Standardization, 1993, ss.
1-2)
I metod, EN ISO 11092, värms en platta upp av elektricitet och ett tygprov placeras ovanför.
Luft i ett konditionerat läge träffar tyget parallellt på ovansidan av tyget. Värmemotståndet kan utvärderas utifrån hur stort värmeflöde som sker genom tyget i ett visst läge. Testet som avgör hur mycket vattenånga som ångas igenom tyget går till så att ett membran placeras över den speciellt utvecklade plattan, vilken är porös och kan släppa igenom vattenånga.
Membranet reglerar fuktgenomsläppligheten så att ånga tränger igenom men vätskedroppar är förstora och därmed inte träffar tygprovet som placeras ovanför membranet. När en bestämd, jämn, temperatur är uppfylld sker mätningar på hur mycket luft som strömmar genom tygprovet. Mätvärdet ger i en uträkning tillsammans med mätvärdet för ett prov utan ångbildning ett mått på hur stor ånggenomsläppligheten är för tygprovet. (Standardization, 1993,ss.1-2)
1.2 Problembeskriving och syfte
I dagens läge är nyhetsgraden av standarderna stor och det saknas fakta och information om vardera standards mätprecision och tillämpningsområde på olika tygkvaliteter.
AATCC har utfört provningar och statistiska mätningar som presenteras i standarderna. Den statistiska mätningen som presenteras i standard AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles är genomförd av tre olika operatörer under två dagar. Tillvägagångssättet antas valdes för att utvärdera hur stor inverkan det mänskliga felet har på mätprecisionen mellan hantering av standardens utförande och den personliga prestationen i noggrannhet mellan dagar. De fem utvalda provmaterialen består av tre kvaliteter med 100 % bomull, två trikåvaror med konstruktionen, jersey och interlock, samt en twillväv. De två resterande kvaliteterna är två vävar i 100 % polyester och ett blandmaterial med lika delar bomull och polyester. De två sistnämnda kvaliteterna var ej tillämpbara på standarden då provvätskan inte absorberades av tygprovet. Resultatet visar att spridningen av responsen skiljer sig vid en operatör mellan två dagarna för samtliga operatörer.(RA63 A. C., 2011) Skillnaden i responsen kan bero på variation i tygkvalietet men även av den mänskliga faktorn och att standarden har ett bristfälligt tillvägagångssätt. Den statistiska undersökningen behandlar endast två material och en undersökning av vilken variationsbredd som är möjlig att tillämpa på standard AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles 198-2011 är av intresse.
I AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles. presenteras ett försök där fem olika material testas; bomulls jersey, bomulls interlock, vävd polyester, vävd bomull och vävd polyster/bomull. Av varje tygsort testades 20 st. provkroppar i vardera varp- och väftled.
Resultaten från nivå 1 och nivå 2 analyserades och där fanns en indikation på att varianserna tygsorterna och nivåerna emellan var olika. För närmare information se standard AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles. (RA63 A. C., 2011)
9
Intresse finns i vilken mätmetod som ger det säkrare mätresultatet och i vilken variationsbredd på kvaliteter av tyg som kan användas för vardera standard.
Syftet med rapporten är att utvärdera och jämföra standarderna, AATCC Test method 198- 2011: Horizontal Wicking of Textiles och AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles.
Utvärderingen sker i olika områden, dels genom en statistisk undersökning som bygger på hur säkert mätresultatet är för vardera standard. Måttet på hur jämn och säker standarden är ligger i variationen av varians och normalfördelningskurvor.
En annan aspekt är att undersöka om standarderna kan appliceras på olika material med olika fiberinnehåll, behandlingar och konstruktioner eller endast ett begränsat urval. De utvalda materialen utvärderas både före och efter tvätt för att se om mätsäkerheten förändras genom en behandling. Samtidigt för att undersöka om ett material som inte ger ett mätresultat innan tvätt förändra egenskaper och är möjlig att mätas efter tvätt.
Genom att jämföra mätresultaten och förutsättningarna mellan standarderna ger det en indikation på vilken standard som är mest användbar att införa i ett laboratorium. Med reservation att båda standarderna inte lämpar sig för att mäta alla slags produktegenskaper.
1.3 Frågeställning
1. Vilken av standarderna, AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles eller AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles, har den säkraste mätprecisionen?
2. Vilken av standarderna, AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles eller AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles, lämpar sig till en större variationsbredd på tygkvaliteterna?
3. Kan en tygkvalitet som inte uppfyller kraven för korrekt mätning med standarderna förändra sina egenskaper genom en tvättbehandling så att en korrekt mätning kan ske efter tvätt?
1.4 Avgränsningar
Provmaterialet har avgränsats till 15 olika tygkvaliteter med ett urval som ska ge en stor variationsbredd med hänsyn till materialinnehåll, konstruktion och behandling. Rapporten avgränsas till att endast använda trikå och väv som provmaterial och utesluta nonwoven.
En avgränsning till standard AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles är att endast testa den sidan av tyget med högst wickingeffekt, det vill säga den sidan som först når nivå 1 och nivå 2 vid provning.
Standard, AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles, anger två olika utföranden Option A och Option B. En avgränsning har gjorts till att endast utvärdera Option A.
10
2 Metod
Studien baseras på två standarder, AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles och AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles. American Association of Textile Chemist and Colorists, committee RA63 är upphovsman till standarderna som publicerades 2011. Standarderna som används i denna studie är copywrite- skyddade, inga mått eller tidsangivelser skrivs därför ut och testförfarandet beskrivs i grova drag.
Standarderna utvärderas utifrån förmågan att mäta wicking i 15 olika tygkvaliteter. Materialet varieras mellan natur, syntet- och blandmaterial. Tygernas konstruktion skiljer sig från varandra och vissa prover har en slutberedning som främjar fukttransporten. Testerna utförs i en standardiserad testmiljö vid Textil- och Läderlaboratoriet i Stockholm. Allt provmateriel har konditionerats i den standardiserade miljön, med temperaturen 21±1 C° och luftfuktigheten 65±2 %, hos Textil- och Läderlaboratoriet i minst 24 h.
2.1 Testförfarande
Avsnittet testförfarande beskriver tillvägagångssättet för standarderna AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles: Vertikal provning och standrad AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles: Horisontell provning.
2.1.1 Vertikal provning Testutförare: Operatör 1 Material:
· Vattenlöslig penna
· Destillerat vatten
· E-kolv
· Stav
· Linjal
· Vattenlöslig bläckpenna
· Sax
· Tejp
· Tidtagarur
· Gem
· Provmaterial 1-15
Ur varje provmaterial klipps 3 stycken provkroppar i varpled och 3 stycken provkroppar i väftled. Varje provkropp markeras med tre linjer med hjälp av en vattenlöslig markeringspenna. Provkroppen fästs fast med tejp vid staven, i nederkanten monteras en tyngd i form av ett gem. För montering se figur 1 ovan. Tunna tygkvaliteter väts och sjunker inte direkt när det släpps ner i e-kolven, på grund av ytspänningen lägger sig tyget på ytan, tyngden ska motverka detta beteende. Tyngden har använts konsekvent på tyger med tjockare kvalitet eftersom lika behandling av tygkvaliteterna ger ett säkrare resultat vid jämförelse i variansen. En e-kolv har förberetts innan provning där en markering i form av en linje har mäts ut för lämplig vattennivå som är upp till det första strecket på tygmallen se Figur 4. Vid förberedning används ett testprov för att avgöra vilken mängd destillerat vatten som behövs för att täcka den angivna del av provkroppen som skall vara täckt av vatten. För varje provomgång används nytt destillerat vatten. Provkroppen sänks ner i e-kolven och tidtagaruret startas när provkroppen får kontakt med vätskan. Höjd och tid noteras när vätskan har nått den första mätnivån, i resultatet, Nivå 1. Om tiden överskrider tillåten sluttid enligt standard
Figur 1; Montering av ett prov i vertikal provning (Elg, 2012)
11
avslutas testet. När vätskan når den andra mätnivån, i resultatet, Nivå 2, noteras höjd och tid.
Om vätskan inte har nått Nivå 2 under testets totala sluttid noteras sluttid och höjd. I rapportering anges hastigheten med enheten mm/s. (RA63 A. C., 2011) Provmaterial 1-10 och 14-15 genomgick en tvätt enligt ISO 6330 program 5 a. Provkropparna torkades i torkskåp och konditionerades i minst 24 h innan provning. Provmaterialet testades återigen enligt samma procedur.
Förteckning över variabler till formel:
W: wickingeffekt i hastighet. Enhet: mm2/s d: höjd på wickingspridningen. Enhet: mm t: tiden för wicking. Enhet: s
Formel för hastighet: W=d/t
Ofullständig mätning sker när vätskan ej transporterats till markeringen för nivån 1 inom 5 minuter.
2.1.2 Horisontell provning
Testutförare: Operatör 2 Material:
· Byrett
· Stativ till byrett
· Broderbåge
· Vattenlöslig markeringspenna
· Destillerat vatten
· Linjal
· Sax
· Bägare
· Tidtagarur
· Provmaterial 1-15
5 stycken provkroppar klipps ut enligt angivna mått av varje provmaterial, se Figur 3. Test utförs på båda sidor av varje material, rätsidan kallad A-sida och avigsidan kallad B-sida.
Varje provkropp markeras med hjälp av en vattenlöslig markeringspenna. Markeringen skall ha formen av en cirkel och skall även ha en punkt i cirkelns mitt. För dimensioner se Figur 3.
Provkroppen monteras i en broderbåge som håller provet sträckt för att undvika uppkomsten av bubblor, skrynkel- och ojämnheter som kan påverka mätresultatet. Brodersbågen med den monterade provkroppen placeras horisontellt ovanför en bägare. En byrett innehållande destillerat vatten monteras över provkroppen. Tidtagaruret startas så fort det destillerade vattnet droppas ned på provkroppen i en jämn ström. Vattnet droppas till den bestämda volymen är uppnådd. När vätskan har nått den markerade cirkeln stoppas tidtagaruret för tiden, längd och bredd noteras över vätskans spridning. Om vätskan inte når den markerade cirkeln under angiven testtid noteras sluttid och längd och bredd. I rapportering anges hastigheten med enheten mm2/s. ( (RA63 A. C., 2011) Provmaterial 1-10 och 14-15 genomgick en tvättning enligt ISO 6330 program 5 a. Provkropparna torkades i torkskåp och konditionerades i minst 24 h. Provmaterialet testades återigen enligt samma procedur.
Figur 2: Montering av ett prov i den horisontella mätmetoden.
(Elg, 2012)
12 Förteckning över variabler till formel:
W: wickingeffekt i hastighet med. Enhet: mm2/s d1: längd på wickingspridningen. Enhet: mm d2: bredd på wickingspridningen. Enhet: mm t: tiden för wicking. Enhet: s
Formel för hastighet: W= (1/4)(d1)(d2)/t
Ofullständig mätning sker när mängden provningsvätska ej kan absorberas av tygkvaliteten vilket leder till att vätskan droppar igenom. Mätning kan inte ske vid hydrofoba tygkvaliteter och mörka tyger.
2.2 Metoddiskussion och materialval
Tygkvaliteterna 1-10 och 14-15 respresenterar en bred variationsbredd och används för att utvärdera hur stor möjlighet vardera standard har att appliceras på olika materialsorter. Se bilaga 1 - Materiallista. Med en variation i materialinnehåll, konstruktion, vikt och olika behandlingar. Antalet provkroppar testades enligt vardera standard.
Tygkvalitet 11-13 valdes slumpmässigt ut för provning med fler replikationer än vad den mängd provkroppar av testmaterial 1-10 och 14-15 ger. Erhållna mätvärden från tygkvaliteter 11-13 används för ett större statistiskt underlag, med 40 replikationer, för att bestämma mätmetodens noggrannhet, dvs. riktighet och precision vilket krävs vid en validering av standarderna. Tre slumpvis valda material används för att kunna bortse ifrån materialets påverkan. Materialen används även för att kunna säkerställa mätmetodens repeterbarhet och reproducerbarhet. Det slumpmässiga felet i mätmetoden är en indikation på hur repeterbar mätmetoden är. Variansen för tyget samt variansen för interaktionen för provkroppar och tygsort är mätmetodens reproducerbarhet. Responsen ska användas i en ANOVA för att se mätmetodens repeterbarhet, reproducerbarhet, riktighet och precision. (Montgomery, 2009, ss.
Figur 3: Horisontellt provmall baserad på mått i standarden.
(Vahlberg, 2012)
Figur 4: Vertikalt provmall baserad på mått i standarden. (Vahlberg, 2012)
13
512-514) Den metod som skulle användas till försöket är vanligt att använda vid analysering av mätsystem för vidare information (Montgomery, 2009, ss. 512-514).
I en validering mäter man ett försöks robusthet. En identifiering sker av vilka parametrar som ger störst effekt på mätresultatet och vid ett handhavandefel, eller ett missförstånd vid reproduceringen som kan orsaka mätfel. Denna del utförs normalt i framtagandet av ett försök och kräver många provkroppar då man ändrar flertalet parametrar i omgångar för att se vilken paratmeter som ger störst påverkan på responsen. (Montgomery, 2009).
I ett senare skede och en utvärdering med hjälp av statistiska metoder visade sig att den påtänkta valideringsmetoden inte är möjlig, då responsen inte följer en normalfördelning och tygkvaliteternas varians skiljer sig markant mellan varandra. Förutsättningarna för en analys med hjälp av ANOVA uppfylls därmed ej. Dock kan storleken på variansen jämföras mellan tygkvaliteterna, vilket därmed ger en indikation på vilken standard som ger en lägre varians.
(Montgomery, 2009). Tygkvaliteterna 11-13 bestod av material som saknade egenskaper, som en uttalad wickingeffekt. Det resulterade i att tygkvalitet 11 och 12 ej kan absorbera och transportera vätskemängden som anges i standard AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles. Responsvärdet blev därmed orimligt att jämföra med andra tygkvaliteter.
Då syftet med denna provning av 40 replikationer endast ska ge ett mått på hur stor spridning mätvärdena kan ge inom en tygkvalitet, bortses denna felkälla då mängden vätska som droppar igenom antas vara lika inom samma tygkvalitet. Tygkvalitet 13 visade hydrofoba materialegenskaper och byttes ut mot tygkvalitet 10 vid test med standard, AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles. Standard, AATCC Test method 198-2011:
Horizontal Wicking of Textiles, kräver större provkroppar och den materialmängden saknades för att ändra tygkvalitet.
I denna rapport benämns tygproverna med en A- och B-sida, i bilaga 1 – Materiallista är A- sidan placerad utåt. I tabeller som saknar bokstäver anges B-sidan med tygkvalitet följt av 0.5, det vill säga B-sidan för tygkvalitet 5 anges som 5.5.
Vid test av standard, med tygkvaliteterna 1-10 och 14-15, utförs provning på tygprovets A- och B-sida med motivation att wickingegenskaperna kan skilja mellan sidorna. Vid test av tygkvalitet 11-13 provas endast A-sidan. Test med standard AATCC Test method 197-2011:
Vertical Wicking of Textiles utförs med en variation av provets längsida i varp och väftled.
Vid provning i varpriktning för trikåkvaliteter monteras provet med maskstavarna uppåt.
Anledningen är att wickingeffekterna kan variera i varp och väftled i tyget och om maskstavarna riktas upp eller ner vid montering. Ingen hänsyn till variationen i varp och väft tas vid test med 40 replikationer.
Tygkvaliteterna 1-10 och 14-15 testas utifrån tillvägagångssättet i standarderna både före och efter tvätt.
Två operatörer utförde tester enligt standarder men endast en operatör testade inom en standard med anledning att minimera variation i utförandet mellan operatörer och det mänskliga felet vid mätning. Standard AATCC Test method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles. Standard behandlades av operatör 1: Anna Vahlberg och standard AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles behandlades av operatör 2: Elin Elg.
14
2.3 Statistik- och analyseringsmetod
Vid en ANOVA är ett av kriterierna att varianserna från populationerna som skall jämföras är lika (Olsson, 2003). Vid ett försök med inmatning av datavärden i mjukvaruprodukten, Minitab 15, för de olika populationerna fanns en indikation på att varianserna populationerna emellan var olika. För att undersöka om varianserna är olika utförs test med Minitab 15 utifrån Bartlett´s test och Leven´s test. Bartlett´s test kräver att datan som analyseras är
normalfördelad. Leven´s test är inte lika känsligt för icke normalfördelad data. (Olsson, 2003) En analysering i Minitab 15 visade att datan inte följde normalfördelningen. När datan inte följer en normalfördelning blir statistiska mätverktyg som ANOVA och t-test inte möjliga att genomföra. Datan logaritmerades med basen 10 för att se om den följde normalfördelningen mer och analyserades därefter. Resultatet gav fortfarande en variation i variansen. Responsen är inte av största intresse i denna rapport utan variationen i mätdata. Därför är det relativa värdet som ges efter transponering av större vikt än det absoluta värdet. Med den
motiveringen analyseras endast det relativa värdet i resultatet.
15
3 Resultat
Absoluta mätvärden för standard AATCC Test Method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles och AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles ses i bilaga 2 - Primärdata.
Provmaterial som ej uppfyllde krav för provning enligt standard AATCC Test Method 197- 2011: Vertical Wicking of Textiles är tygkvaliteterna:
Nr 13. Orsak: Hydrofob
Nr 14. Orsak: Hydrofob
Nr 15. Orsak: Hydrofob
Provmaterial som ej uppfyllde krav för provning enligt standard AATCC Test method 198- 2011: Horizontal Wicking of Textiles är tygkvaliteter:
Nr 1A och Nr 1B. Orsak: Kvaliteten droppar.
Nr 2B. Orsak: Mätvärden saknas på grund av materialbrist.
Nr 4B. Orsak: Mätvärden då materialet har för mörk färgnyans.
Nr 6A och Nr 6B. Orsak: Kvaliteten droppade på 6A och 6B.
Nr 7B. Orsak: Mätvärde saknas då 7B transporterar vätskan till sidan 7A.
Nr 8A och Nr 8B. Orsak: Sidan 8A droppar och sida 8B är hydrofob.
Nr 9B. Orsak: Mätvärde saknas då 9B transporterar vätskan till sidan 9A.
Nr 10A och Nr 10B. Orsak: Kvaliteten droppar.
Nr 13A och Nr 13B. Orsak: Hydrofob
Nr 14A och Nr 14B. Orsak: Hydrofob
Nr 15A och Nr 15B. Orsak: Hydrofob
Egenskaperna för möjlighet till genomförande av standarder förändras ej efter tvätt.
Vid en logaritmering med mjukvaruprogrammet, Minitab 15, sker en förbättring av normalfördelningskurvan men kurvan blir inte optimal. Tesen är att ju bättre residualerna följer linjen en sannolikhetsplot, Probability Plot, tenderar metoden att ha högre noggrannhet.
I diagrammen som följer illustrerar de övre diagrammen resultat av logaritmeringen som närmast följer en normalfördelning. De undre diagrammen illustreras resultatet som minst följde normalfördelning efter logaritmering. Logaritmering utförs endast på tygkvaliteterna Nr 1-10.
Diagram till vänster illustrerar kurvan före logaritmering och diagrammet till höger illustrerar kurvan efter logaritmering för provning enligt standard AATCC Test Method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles i väftpled Nivå 2.
0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 -0,1 -0,2 99,9
99 95 90 80 70 6050 4030 20 10 5 1 0,1
Nivå 2 Väft
Percent
Mean 0,1593 StDev 0,1113
N 60
AD 1,992
P-Value <0,005
Probability Plot of Nivå 2 Väft Normal
0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 99,9
99 95 90 80 7060 5040 30 20 10 5 1 0,1
Nivå 2 Väft
Percent
Mean -0,9069 StDev 0,3316
N 60
AD 0,359
P-Value 0,439
Probability Plot of Nivå 2 Väft Normal
16
Diagrammet till vänster illustrerar kurvan före logaritmering och diagrammet till höger illustrerar kurvan efter logaritmering för provning enligt standard AATCC Test Method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles i varpled Nivå 1.
Rangordningen för de diagrammen med närmst normalfördelning är:
AATCC Test Method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles: Nivå 2 i väftled.
AATCC Test Method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles: Nivå 2 varpled.
AATCC Test method 198-2011: Horizontal Wicking of Textiles
AATCC Test Method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles: Nivå 1 väftled
AATCC Test Method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles: Nivå 1 varpled
För övriga diagram se bilaga 3 – Probability Plot. Notera att bedömningen endast är okulär och skillnaden mellan diagrammen inte är markant. Dock blir inte varianserna lika, se varianserna i bilaga 1 - Primärdata.
Histogrammet till vänster visar resultatet för vardera tygkvalitet från Nr 1-10 av responsen från provning av standard AATCC Test Method 197-2011: Vertical Wicking of Textiles i varpled Nivå 2, före tvätt. Diagrammet till höger visar förändringen av normalkurvorna efter tvätt.
Alla responsen tillsammans följer inte normalfördelningen men inom varje tygkvalitet kan det finnas en normalfördelningskurva, se diagrammen ovan. För ytterligare diagram se bilaga 5 - Histogram med normalkurva. Det syftar till att vid val av liknande tygkvaliteter med lika varians på responsen kan en normalfördelningskurva uppstå och vidare beräkningar utföras.
2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 99,9
99 95 90 80 70 6050 4030 20 10 5 1 0,1
Nivå 1 Varp
Percent
Mean 0,4889 StDev 0,5683
N 60
AD 2,105
P-Value <0,005
Probability Plot of Nivå 1 Varp Normal
25 20 15 10 5 0 -5 -10 99,9
99 95 90 80 7060 5040 30 20 10 5 1 0,1
Nivå 1 Varp
Percent
Mean 5,425 StDev 5,299
N 60
AD 4,224
P-Value <0,005
Probability Plot of Nivå 1 Varp Normal
5,0 2,5 0,0
-0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1,0
-1,2 -1,2-1,0-0,8-0,6-0,4-0,2
-0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1,0 -1,2
5,0 2,5 0,0
-0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1,0 -1,2 5,0 2,5 0,0
1
Nivå 2 Varp
Frequency
2 3 4
5 6 7 8
9 10
Mean-1,177 StDev 0,03865
N 3
1
Mean * StDev *
N 3
10 Mean * StDev *
N 3
2
Mean -0,8753 StDev 0,01858
N 3
3
Mean -0,9401 StDev 0,09739
N 3
4
Mean -0,9460 StDev 0,02182
N 3
5
Mean * StDev *
N 3
6
Mean -0,9092 StDev 0,02007
N 3
7
Mean-1,200 StDev 0,03865
N 3
8
Mean -0,3006 StDev 0,05764
N 3
9
Histogram (with Normal Curve) of Nivå 2 Varp by Tygsort före/efter tvätt = 1
Panel variable: Tygsort
20 10 0
0,4 0,0 -0,4 -0,8 -1,2
-1,6 -1,6-1,2-0,8-0,40,00,4
0,4 0,0 -0,4 -0,8 -1,2 -1,6
20 10 0
0,4 0,0 -0,4 -0,8 -1,2 -1,6 20 10 0
1
Nivå 2 Varp
Frequency
2 3 4
5 6 7 8
9 10
Mean * StDev *
N 3
1
Mean -0,8152 StDev 0,03348
N 3
10 Mean -0,6993 StDev 0,02174
N 3
2
Mean -0,8646 StDev 0,01858
N 3
3
Mean -0,7306 StDev 0,4900
N 3
4
Mean -0,7452 StDev 0,02416
N 3
5
Mean -0,8146 StDev 0,01618
N 3
6
Mean -0,7369 StDev 0,01356
N 3
7
Mean * StDev *
N 3
8
Mean -0,5688 StDev 0,01609
N 3
9
Histogram (with Normal Curve) of Nivå 2 Varp by Tygsort före/efter tvätt = 2
Panel variable: Tygsort
