close

Enter

Log in using OpenID

çeşitli etkiler sonrası retroreflektif özelliklerin değişimi

embedDownload
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
ÇEŞİTLİ ETKİLER SONRASI RETROREFLEKTİF ÖZELLİKLERİN
DEĞİŞİMİ
Emrah Temel1, Gamze Süpüren Mengüç2, Faruk Bozdoğan1
1
Ege Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Tekstil Mühendisliği Bölümü, Bornova, İzmir, Türkiye
2
Ege Üniversitesi, Emel Akın Meslek Yüksekokulu, Bornova, İzmir, Türkiye
[email protected]
ÖZET
Aydınlatmanın yeterli olmadığı koşullarda, güvenlik giysilerinin retroreflektif özelliklerinin yetersiz olması
çalışanların can güvenliğini tehlikeye sokmaktadır. Güvenlik giysilerinin görünürlük özelliklerinin, sadece ilk
kullanıldıkları anda değil, yıkama ve uzun kullanım sürelerinin ardından da beklentileri karşılayacak yeterlilikte
olması istenmektedir. Kullanıma ve mekanik etkilere bağlı olarak reflektif bant özelliklerinde meydana
gelebilecek bir performans kaybı, güvenlik kıyafetini taşıyacak kişi açısından hayati tehlikelere yol
açabilmektedir. Bu sebeple güvenlik giysilerinin farklı çevresel koşullar altında çeşitli deformasyonlara maruz
bırakılmalarından sonra bile yeterli retroreflektif özellikleri taşımaları gerekmektedir. Bu doğrultuda güvenlik
yelekleri üzerinde bulunan retroreflektif bantlar; aşındırma, esnetme, soğuk sıcaklık değerlerinde katlama,
yüksek sıcaklık değişimlerine maruz bırakma, yıkama, kuru temizleme ve yağmurlama gibi çeşitli etkilere maruz
bırakılmışlardır. Yapılan test çalışmalarının ardından retroreflektif bantların retroreflektivite değerleri
hesaplanmış ve sonuçlar istatistiksel metotlar kullanılarak değerlendirilmiştir.
Anahtar Sözcükler: Retroreflektivite, güvenlik giysisi, yansıtıcı işaretler, retroreflektif kaplama
GİRİŞ
Retroreflektif materyaller, üzerlerine gelen ışığı, ışık kaynağına geri yansıtabilen tekstil
materyalleridir [1]. Görünürlüğün yetersiz olduğu karanlık çalışma koşullarında üzerlerine
gelen ışığı geri yansıtarak, kullanıldıkları tekstil ürünlerinin, dolayısıyla da bu ürünü giymekte
olan kullanıcıların görünür hale gelmelerini sağlamakta ve onları hayati tehlikelere karşı
korumaktadırlar.
Güvenlik giysilerinde kullanılan yansıtıcı kaplamaların retroreflektif performanslarının test
edilmesinde çeşitli metotlar kullanılmaktadır.
EN 471 standardı, gün ışığında ya da karanlık koşullarda, araç farlarından gelen aydınlatma
ışıkları güvenlik giysileri üzerine düştüğünde, giysi üzerinde bulunan retroreflektif
malzemelerin hangi performans yeterliliklerini sağlaması gerektiğini açıklamaktadır. Standart
tarafından belirlenen performans özellikleri; güvenlik giysisinin renk tayinini, retroreflektif
malzemenin performans yeterliliklerini ve retroreflektif malzemenin güvenlik giysisi üzerinde
bulunması gereken minimum kullanım alanını içermektedir [2].
Yüksek görünürlüğe sahip giysiler genelde zayıf ışık, kötü hava koşulları ya da yoğun trafiğin
bulunduğu tehlikeli çalışma ortamlarında görünürlüğün arttırılması ve kullanıcının
güvenliğinin sağlanması amacıyla kullanılmaktadırlar. Bu nedenle daha fazla görünürlüğün
sağlanması gereken durumlarda, daha yüksek yansıtma seviyelerine sahip retroreflektif
materyallerin kullanılması gerekmektedir [2].
157
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
(a)
(b)
Şekil 1: Güvenlik yeleği üzerinde bulunan retroreflektif bantlar
(a) gün ışığında, (b) karanlıkta ışığı yansıtır durumda
Yüksek görünürlüğe sahip giysiler, yayaların ve sürücülerin karanlıkta insanları kolayca
görebilmelerini sağlayan bir çeşit kişisel koruyucu kıyafetlerdir. Bu kıyafetlerin tüm koşullar
altında güvenilir bir şekilde giyilebilmesi için, kıyafetler üzerinde bulunan reflektif
malzemelerin olabildiğince yüksek reflektif performansa sahip olması gerekmektedir [3].
İşçiler işlek bir yol üzerinde çalıştıklarında görünür ve güvenli bir çalışma ortamında
bulunabilmek için üst düzey performanslara sahip retroreflektif malzemelere ihtiyaç
duymaktadırlar. Uzun bir mesafeden görünürlüğün sağlanabiliyor olması, araç sürücülerini
uyararak, bu duruma verecekleri tepki için onlara zaman kazandırmakta ve bu sayede işçilerin
güvende olması sağlanmaktadır. Örneğin, 100 km/saat hızla hareket eden bir araç, 96 metre
mesafede durabilmek için sadece 3,5 saniyeye sahip olmaktadır [2].
Şekil 2: Karanlık ortam koşullarında aydınlatılmış retroreflektif malzeme
Retroreflektivite
Yansıtıcı bir yüzeye bakıldığında, yansıtıcı yüzeyin hemen önünde boşluğun ya da cismin bir
görüntüsü meydana gelir. Bu görüntü dağınık yansıma sebebiyle tamamen bulanık ya da tam
yansıma sayesinde oldukça görünür olabilir. Pratikte kullanılan yüzeylerin çoğu karışık
yansıma özelliklerine sahiptir. Bu tür yüzeyler hem dağınık yansımanın, hem de tam
yansımanın özelliklerini taşırlar. Ama genellikle tekstil yüzeyleri dağınık yansıma
özelliklerine sahip oldukları için bulanık görüntü verirler. Yansımanın özel türlerinden bir
tanesi de retrorefleksiyondur. Retrorefleksiyonda yüzey, gözlemcinin çevresinde boşluğun bir
158
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
görüntüsünü oluşturur. Retroreflektif yansıma genelde diğer yansıma türleri ile
karıştırılabilmektedir [5].
Retroreflektörler birden çok yansıyan ışın oluşturmak yerine, üzerlerine gelen yalnızca bir ışık
demetini yansıtarak geldiği yol boyunca aynı kaynağa geri göndermektedirler [6].
Şekil 3: Retroreflektif yansıma [8]
Yansıma özellikleri
Yansıtıcı bir yüzeyde meydana gelen görüntünün sahip olabileceği parlaklık en fazla
etrafındaki boşluğun parlaklığı kadar olabilecektir. Fakat pratikte, yansıma kayıpları sebebiyle
parlaklık mutlaka azalacaktır [5].
Araç sürücülerinin retroreflektif işaretleri ne şekilde algıladığını gösteren üç ışık parametresi
(ışık şiddeti (luminous intensity), aydınlatma şiddeti (illuminance) ve parlaklık (lüminans))
mevcuttur. Işık şiddeti, bir ışık kaynağından (araç farları) yayılan ışığın miktarını ifade
etmektedir. Aydınlatma şiddeti ise izleme yüzeyi (trafik işareti) tarafından alınan ışık
miktarıdır. İzleme yüzeyine (trafik işareti) ulaşan aydınlatma miktarı, ışık kaynağı ile yüzey
arasındaki mesafeye (araç farkları ile trafik işareti) ve atmosferik koşullara (sis, yağmur, kar,
hava kirliliği) bağlıdır. Parlaklık (luminans) ise genel olarak izleme yüzeyinin (işaretin)
parlaklığı olarak algılanır ve işaret yüzeyi tarafından yansıtılıp, alıcı (sürücü) tarafından alınan
ışık miktarı olarak ifade edilir. Parlaklık değeri atmosferik koşullardan büyük oranda
etkilenmektedir.
Retroreflektivite, yüzeye gönderilen aydınlatma miktarına karşılık yüzey tarafından yansıtılan
parlaklığın ölçüldüğü bir materyal performans testidir. Trafik işaretlerinin parlaklık düzeyleri,
üzerlerinde bulunan retroreflektif kaplamanın cinsine, ışık kaynağı (araç farları), izleme
yüzeyi (işaret) ve alıcı (sürücünün gözü) arasındaki görüş açılarına bağlıdır.
Uygulama sistemi en yaygın olarak kullanılan sistem olup, retroreflektif özelliklerin
belirlenmesi için dört farklı açı kullanılmaktadır. Giriş açısı (β), araçtan gelen ışık ile izleme
yüzeyinin (işaret) normali arasında kalan açıyı ifade etmektedir. Gözlem açısı (α) ise Şekil
4’te gösterildiği üzere araç farları ile sürücünün gözleri arasında kalan açıdır [7].
Şekil 4: Retroreflektif bir sistemde giriş açısı (β) ve gözlem açısı (α) [7]
159
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
Yüzey parlaklığı L’nin fiziksel ölçümü araç sürücüsünün gözüne giden ışık şiddetinin
ölçülmesi ile gerçekleştirilmektedir. Sürücüye ulaşan ışık şiddeti, izleme yüzeyinin yüzey
alanıyla doğru orantılıdır. Bu ölçümler sırasında ışık şiddeti candela (cd), yüzey alanı
metrekare (m2), yüzey parlaklığı değeri ise cd.m-2 cinsinden ifade edilmektedir [5].
Şekil 5: Yansıma türleri [5]
MATERYAL ve METOD
Bu çalışmada güvenlik yelekleri, güvenlik giysileri vb. ürünlerde kullanılan retroreflektif
kaplamaların performans özellikleri incelenmiştir. Reflektif özelliklerin araştırılması için
öncelikle retroreflektif kumaşlara; aşınma, esneme, soğuk sıcaklık değerlerinde katlanma,
sıcaklık değişimine maruz bırakma, yıkama, kuru temizleme ve sağanak yağış etkisi olmak
üzere 7 farklı deformasyon testi uygulanmıştır. Testler (20°C ±2°C sıcaklık ve %65±%5 bağıl
nem) standart atmosfer koşulları altında gerçekleştirilmiştir. Retroreflektivite katsayısı “R”,
90° rotasyon açısı, 12' gözlem açısı ve 5° giriş açısı değerleri kullanılarak ölçülmüştür.
Aşınma testi EN 530:1994 Metot 2’ye (9 kPa basınç, 5000 devir) göre gerçekleştirilmiş ve
aşındırıcı malzeme olarak standart yünlü kumaş kullanılmıştır. Numunelerin esneme deneyleri
EN ISO 7854 Metot A’ya göre (7500 devir) gerçekleştirilmiştir. ISO 4675 standardına göre
numuneler -20°C’de katlanmış ve sıcaklık değişimlerine maruz bırakılmışlardır (12 saat
süreyle 50±2°C’de bekletilmiş, sonrasında hızla -30±2°C’ye düşürülmüş ve burada 20 saat
süreyle bekletilmişlerdir.). Test numuneleri EN ISO 6330-2000 Metot 2A’ya göre yıkanmış
ve EN ISO 3175-2 Metot 8.1 standardına göre kuru temizleme işlemine tabi tutulmuştur.
Sağanak yağış altında ıslak yüzeylerin retroreflektivite performanslarının tayini için ise özel
bir düzenek kullanılmış ve sağanak yağmur simülasyonu altında ölçümler gerçekleştirilmiştir
[9].
160
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
Şekil 6: Delta Retrosign Retroreflektometre
Ölçümler sırasında dikkat edilmesi gereken bazı noktalar bulunmaktadır. Ölçümler
yapılmadan önce retroreflektometre kalibre edilmeli, aaha sonra yalnızca istenilen bölge
cihazın ölçüm alanında olacak şekilde, cihaz retroreflektif işaret yüzeyine yerleştirilmelidir.
İlk ölçüm alındıktan sonra retroreflektometre, reflektif kumaşın diğer bölgelerine kaydırılarak
ve ölçümler alınmaya devam edilmelidir [10].
SONUÇLAR ve TARTIŞMA
Deneyler sırasında her bir numuneden 5 ölçüm alınmıştır. Test sonuçlarının ortalama
değerleri Şekil 7’de verilmektedir.
Retroreflektivite katsayısı
(cd/lx.m2 )
600
500
400
300
200
100
0
Deformasyon Aşınma
öncesi
Esneme
Soğuk
Sıc.değ.
Katlama
Sıcaklık
Değişimi
Yıkama
Kuru
Sağanak
Temizleme Yağış Etkisi
Şekil 7: Retroreflektivite katsayısı test sonuçları
161
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
Tablo 1: Farklı deformasyon uygulamaları sonrası istenilen retroreflektivite katsayıları
DEFORMASYON TÜRÜ
UYGUNLUK DEĞERLERİ
Deformasyon öncesi (Orijinal)
R' >330 cd/lx.m2 *
Aşınma
Esneme
Soğuk sıcaklık değerlerinde
katlama
R' >100 cd/lx.m2
Sıcaklık değişimi
Yıkama
Kuru temizleme
Sağanak yağış etkisi
R' >15 cd/lx.m2
* BS EN 471:2003 standardı seviye 2’ye göre
Test sonuçları ayrıca istatistikî metotlar kullanılarak analiz edilmiştir. Retroreflektivite katsayı
değerleri için yapılan çoklu karşılaştırma testi (SNK) sonuçları Tablo 2’de verilmektedir.
Tablo 2: Retroreflektivite katsayı değerleri için çoklu karşılaştırma testi (SNK) sonuçları
Deformasyon türü
Gruplar
N
1
Sağanak yağış etkisi
5
61,40
Esneme
5
Kuru temizleme
5
Aşınma
5
502,40
Yıkama
5
508,00
Soğuk sıc. değ. katlama
5
512,00
Sıcaklık değişimi
5
515,20
Deformasyon öncesi (Orijinal)
5
527,40
Sig.
2
3
4
454,80
477,80
1,000
1,000
1,000
0,114
Şekil 7 ve Tablo 2’deki veriler ışığında deformasyon öncesi orijinal numunenin
retroreflektivite katsayıları ile aşınma, yıkama ve soğuk sıcaklık değerlerinde katlama
deformasyonları sonrasında elde edilen reflektivite katsayıları arasında istatistiksel olarak bir
fark gözlenmemiştir. Fakat sağanak yağış etkisi, esneme ve kuru temizleme
deformasyonlarının kumaşın retroreflektivite değerlerinde düşüşe neden olduğu görülmüştür.
Retroreflektivite özelliğinde en fazla düşüşe sebep olan deformasyon türü sağanak yağış etkisi
olarak tespit edilmiştir ve en düşük retroreflektivite katsayıları bu işlem sonrasında elde
edilmiştir.
Şekil 8’de bazı deformasyon türleri sonrası reflektif kumaşların aydınlatılmış görünümleri
verilmektedir.
162
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
Şekil 8: Bazı deformasyon türleri sonrası retroreflektif kumaşların görünümleri
SONUÇ
Retroreflektif özelliğe sahip kumaşlar, açık ve aydınlık hava koşullarında kullanıldığı gibi,
ağır çevresel şartlar altında da kullanıldığı için kumaşların retroreflektif özellikleri hayati
önem taşımaktadır.
Retroreflektif materyaller karanlık ortamlarda yeterli retroreflektif özelliklere sahip olması ve
kullanıcıya görünürlük özelliği sağlaması istenmektedir. Güvenlik giysileri farklı çevresel
şartlar altında kullanıldıklarından retroreflektif performansları da, maruz kaldıkları etkilere
bağlı olarak farklılık gösterebilmektedir. Bu sebeple farklı deformasyonların, retroreflektif
malzemelerin geri yansıtma özellikleri üzerindeki etkilerini görebilmek için kumaşlara 7
farklı aşındırma yöntemi uygulanmıştır. Uygulanan bu deformasyonların ardından yansıtıcı
yüzeylerin retroreflektivite değerleri tekrar ölçümlenmiştir.
BS EN 471:2003 standardına göre aşındırılmamış (orijinal) retroreflektif materyalin en az 330
cd/lx.m2’lik aydınlatma performansı sağlayabilmesi gerekmektedir. Yapılan testlerde ise
aşındırılmamış kumaşın reflektivite katsayısı değeri 527,4 cd/lx.m2 olarak ölçülmüştür ve bu
haliyle BS EN 471:2003 standardına göre yeterli güvenlik performansına sahip olduğu
belirlenmiştir.
BS EN 471:2003 standardında geçen bir diğer güvenlik başlığında ise sağanak yağış altında
retroreflektif malzemelerin performanslarının 15 cd/lx.m2’nin üzerinde olması gerektiği ifade
edilmiştir. Yapılan sağanak yağış etkisi altında ise, retroreflektif malzemenin 60 cd/lx.m2’lik
bir reflektivite katsayısı değeri gösterdiği belirlenmiştir.
Aşındırma, esnetme, soğuk sıcaklık değerlerinde katlama, yüksek sıcaklık değişimlerine
maruz bırakma, yıkama, kuru temizleme ve yağmurlama gibi farklı çevresel şartlarda çeşitli
deformasyon uygulamalarının ardından, retroreflektif kaplamalar gerekli retroreflektif
performans kriterlerini sağlamayı başarmıştır. BS EN 471:2003 standardına göre çeşitli
deformasyonlara maruz kalan retroreflektif kaplamaların (aşındırma, esnetme, soğuk sıcaklık
değerlerinde katlama, yüksek sıcaklık değişimlerine maruz bırakma, yıkama, kuru temizleme)
bu koşullar altında 100 cd/lx.m2’lük aydınlatma performansını sağlaması gerekmektedir. Elde
edilen test sonuçları doğrultusunda bütün deformasyon uygulamalarının ardından
retroreflektif kumaşların son derece yüksek aydınlatma karakteristiklerine sahip oldukları
gözlenmiştir.
163
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
Aşınma, yıkama, soğuk sıcaklık değerlerinde katlama ve yüksek sıcaklık değişimlerine maruz
bırakma uygulamalarından elde edilen test sonuçlarının, deformasyona uğramamış orijinal
kumaşın retroreflektif özelliklerinden istatistiksel olarak farklı olmadığı sonucuna ulaşılmıştır.
Bununla beraber, kuru temizleme, esneme ve sağanak yağış etkilerine maruz kalan
kumaşlarda ise retroreflektif performans özelliklerinin belirgin şekilde düştüğü gözlenmiştir.
Bu deformasyon uygulamaları arasından, retroreflektivite performansını en fazla azaltan
etkinin, sağanak yağış etkisi olduğu tespit edilmiştir.
KAYNAKLAR
[1] Reflective material on road vehicles, Information Sheet, October 2010, Department for Transport,
(web:
http://assets.dft.gov.uk/publications/dft-information-sheets/reflective-material-on-roadvehicles.pdf)
[2] Reflexite®
EN471
Technical
Brochure
(web:
http://www.fashionsystems.net/downloads/EN471%20technical%20brochure%20EN_lowress.pdf)
[3] Health and Safety Executive (2011), High-visibility clothing, WPT11 08/11, Published by the
Health and Safety Executive.
[4] http://www.cvam.info/index.php?page=articles.night_riding
[5] Delta RetroSign® Retroreflectometer Technical Manual
[6] Lloyd, J. (2008) A Brief History of Retroreflective Sign Face Sheet Materials, Understanding
Retroreflectivity
[7] Paulus, S. C. (2010) A Retroreflective Sheeting Selection Technique For Nighttime Drivers’
Needs, Master of Science Thesis, Texas A&M University
[8] Zehntner Testing Instruments, Basic Principles Retroreflection RL (night visibility) of road
markings caused by Glass Beads: Version 1.4 dated 13 May 2008
[9] BS EN 471:2003
[10] ASTM E1709 – 09
164
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
398 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content