ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ Yalçın YEŞİL MELANJ ELYAF KARIŞIMLARINDA RENK DEĞERLERİNİN YENİ BİR ALGORİTMA GELİŞTİRİLEREK TAHMİN EDİLMESİ TEKSTİL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2010

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MELANJ ELYAF KARIŞIMLARINDA RENK DEĞERLERİNİN YENİ BİR ALGORİTMA GELİŞTİRİLEREK TAHMİN EDİLMESİ Yalçın YEŞİL DOKTORA TEZİ TEKSTİL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu tez.../.../. Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu İle Kabul Edilmiştir.... Yrd.Doç.Dr. Emel Ceyhun SABIR Prof.Dr.R. Tuğrul OĞULATA Doç.Dr. Mesut BAŞIBÜYÜK Danışman Üye Üye. Yrd.Doç.Dr. Füsun DOBA KADEM Yrd.Doç.Dr. Oğuz DEMİRYÜREK Üye Üye Bu tez Enstitümüz Tekstil Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No. Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü Bu Çalışma Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: MMF.2006.D20 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ DOKTORA TEZİ MELANJ ELYAF KARIŞIMLARINDA RENK DEĞERLERİNİN YENİ BİR ALGORİTMA GELİŞTİRİLEREK TAHMİN EDİLMESİ Yalçın YEŞİL ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TEKSTİL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman : Yrd. Doç. Dr. Emel Ceyhun SABIR Yıl : 2010 Sayfa : 273 Jüri : Yrd. Doç. Dr. Emel Ceyhun SABIR Prof. Dr. R. Tuğrul OĞULATA Doç. Dr. Mesut BAŞIBÜYÜK Yrd. Doç. Dr. Füsun DOBA KADEM Yrd. Doç. Dr. Oğuz DEMİRYÜREK Bu çalışmada, farklı renkteki polyester ve viskon elyafının karışımlarıyla oluşturulan melanj renkli şeritlerin, karışımındaki elyafların renk değerlerinin yeni bir algoritma geliştirilerek üretim yapılmadan önce tahmin edilebilmesi hedeflenmiştir. Bunun için Kıvanç Tekstil Sanayi ve Tic. A.Ş. işletmesinden beş farklı renkte (siyah, beyaz, sarı, kırmızı, mavi) viskon ve polyester elyafı alınmıştır. Bu renkli elyaflar farklı oranlarda iki, üç ve dört renkli olarak karıştırılmıştır. Renkli elyaflar, Mikrotoz Çer-Çöp Analiz (SDL MDTA 3) makinasında karıştırılarak 5 er gramlık melanj renkli toplam 1044 adet şerit üretilmiştir. Üretilen melanj renkli şeritlerin renk değerleri Minolta CM 3600 D spektrofotometresinde ölçülmüştür. Renk tahmini için tristimulus renk eşleme algoritmasında Stearns-Noechel modeli esas alınmıştır. Bu modeldeki M katsayısını hesaplamak için yeni bir algoritma geliştirilmiştir. Bu algoritma ile her karışım için nm (10 nm aralıklarla) aralığında toplam 31 adet M katsayısı hesaplanmıştır. Ölçülen renk değerleri ile hesaplanan renk değerleri arasındaki ortalama renk farklığı E = 0.98 CIELab birimi olarak bulunmuştur. Sonuç olarak melanj renkli elyaf karışımı yapılmadan, karışımı oluşturan elyafların renk değerleri tahmin edilebilmiştir. Anahtar Kelimeler: Melanj Renk, Viskon, Polyester, Renk Ölçümü, Stearns- Noechel I

4 ABSTRACT PhD THESIS THE PREDICTION OF THE COLOUR VALUES IN THE MÉLANGE FIBRE BLENDS BY A NEWLY DEVELOPED ALGORITHM Yalçın YEŞİL DEPARTMENT OF TEXTILE ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF CUKUROVA Supervisor : Yrd. Doç. Dr. Emel Ceyhun SABIR Year : 2010 Pages : 273 Jury : Asst.Prof.Dr. Emel Ceyhun SABIR Prof. Dr. R. Tuğrul OĞULATA Assoc.Prof.Dr. Mesut BAŞIBÜYÜK Asst.Prof.Dr. Füsun DOBA KADEM Asst.Prof.Dr. Oğuz DEMİRYÜREK In this study, the color values of different coloured polyester and viscose fibers in which the components of the mixture of mélange slivers are aimed to be predicted before production. Viscose and polyester fibers were obtained from Kıvanç Textile business in five different colors (black, white, yellow, red and blue). These colored fibers were mixed in different proportions different colour blends such as two, three and four. By mixing colored fibers in Microdust and Trash Analyses with Rotor Attachment (SDL, MDTA 3) equipment 1044 piece of mélange colored slivers were produced in 5 gram. Color values of produced mélange colored slivers were measured in Minolta CM 3600 D spectrophotometer. Stearns-Noechel model is used in tristimulus color matching algorithm for prediction of colors of fibers. A new algorithm has been developed to calculate the M coefficient in this model. Totally 31pieces of M coefficient were calculated between 400 and 700nm (10nm intervals) for each mixture with this algorithm. The average color difference between measured and calculated color values was found as E = 0.98 CIELab unit. As a result, the colours of the fibers in the mélange blend could be predicted with the newly developed algorithm. Key words : Mélange colour, Viscose, Polyester, Colour Measuring, Stearns Noechel II

5 TEŞEKKÜR Yüksek Lisans ve Doktora eğitimlerim süresince bilgi ve tecrübeleriyle bana her zaman katkıda bulunan, destekleyen, yönlendiren ve büyük bir özveri gösterip bu çalışmanın şekillenmesini ve oluşmasını sağlayan danışman hocam Sayın Yrd. Doç. Dr. Emel Ceyhun SABIR a teşekkür eder, saygılarımı sunarım. Tez çalışmasının uygulanabilmesi için Tekstil Mühendisliği Bölümü laboratuar imkânlarından faydalanmamı sağlayan bölüm başkanımız Sayın Prof. Dr. R. Tuğrul OĞULATA başta olmak üzere, özellikle Mikrotoz Çer- Çöp Analiz Ünitesinin kullanılmasında yardımcı olan Sayın Prof. Dr. Osman BABAARSLAN na ve Tekstil Mühendisliği Bölümü akademik ve idari personeline teşekkür ederim. Çalışma süresince desteklerini gördüğüm, her türlü yardımı esirgemeyen ve bilgi birikimlerini sonuna kadar açan Tez İzleme Komitesi Üyesi Sayın Doç. Dr. Mesut BAŞIBÜYÜK e ve Prof. Dr. Erdem KOÇ a teşekkür ederim. Tez çalışması boyunca renk bilgisi konusunda desteğini esirgemeyen Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Tekstil Eğitimi Bölümü öğretim üyesi Sayın Prof. Dr. Erhan ÖNER e ve pratik uygulamalar konusunda destek veren, ayrıca uygunluk testleri için numunelerin hazırlanmasında yardımcı olan Hasköy Yün İplik A.Ş. işletme müdürü Sayın Dr. Kamil ACAR a teşekkürlerimi sunarım. Çalışmanın deneysel kısmının yürütülebilmesi için gerekli olan renkli elyaf ihtiyacını karşılayan Kıvanç Tekstil San. ve Tic. A.Ş. den iplik laboratuar şefi Sayın Nursel SABIR KARAOĞLAN a ve işletme çalışanlarına, renk ölçüm cihazının kalibrasyonunda ve kalibrasyon numunelerinin üretimi konusunda destek veren Kimteks Tekstil İnşaat San. ve Tic. A.Ş. işletme çalışanlarına ve Sayın İdris YEŞİL e, ayrıca bilgisayar programlama konusunda sürekli destek aldığım arkadaşım Hüseyin RÜZGAR a teşekkür ederim. Yaşamım boyunca maddi ve manevi olarak desteklerini her zaman yanımda hissettiğim sevgili ailemin tüm fertlerine, özellikle gösterdiği özveri ve derin sevgisinden dolayı canım anneme, anlayış ve desteğinden dolayı canım babama teşekkürü borç bilirim. Yoğun tez çalışması süresince gösterdiği büyük özveri, destek, sabır ve sonsuz anlayış için eşim Ayfer YEŞİL e teşekkür ederim. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ. I ABSTRACT.. II TEŞEKKÜR.. III İÇİNDEKİLER. IV ÇİZELGELER DİZİNİ VI ŞEKİLLER DİZİNİ.. X SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ. XII 1. GİRİŞ 1 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Önceki Çalışmaların Katkıları TEKSTİL ENDÜSTRİSİNDE RENK ÖLÇÜMÜ Renk Kavramı Işık Kaynağı Cisim Gözlemci Işık ile Cisim Arasındaki Etkileşimler Işık Absorpsiyonu, Yansıma ve Renk Arasındaki İlişkiler Renk Ölçümünde Kullanılan Cihazlar CIE Renk Ölçüm Sistemi Aditif ve Substraktif Olarak Renklerin Karıştırılması Ölçülen Reflektans Değerlerinden Tristimulus Değerlerinin Hesaplanması Kromatisite Diyagramı CIELab Sistemi Spektrofotometre Yardımıyla Kalite Kontrol Renk Farklılıklarının Hesaplanması Metamerism Renk Eşleme Reçetelerinin Hesaplanması Spektrofotometrik Olarak Eğri Eşleme IV

7 Kolorimetrik Eşleme Renk Ölçüm Sistemleri MATERYAL VE METOD Materyal Metot Melanj Renkli Elyaf Karışımlarının Hazırlanması Mikrotoz Çer-Çöp Analiz Ünitesi Elyaf Karışımının Hazırlanması Elyaf Karışım Oranları Melanj Renkli Elyaf Karışımların Renklerinin Ölçülmesi Minolta CM 3600D Renk Ölçüm Spektrofotometresi Renk Ölçümü Uygulaması Renk Ölçüm Sonuçlarının Değerlendirilmesi Stearns Noechel Modeli Stearns Noechel modelindeki M katsayısının hesaplanması Hesaplama Algoritması BULGULAR Siyah Beyaz Renkli Elyaf Karışımları İki Renkli Elyaf Karışımları Üç Renkli Elyaf Karışımları Dört Renkli Elyaf Karışımları DEĞERLENDİRME VE SONUÇ Deneysel Çalışmanın Özeti Değerlendirme Öneriler KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ EKLER V

8 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 3.1. Görünür alan bölgeleri.. 22 Çizelge 3.2. Kolorimetreler ve spektrofotometrelerin karşılaştırılması 38 Çizelge 3.3. Renklerin karıştırılması. 43 Çizelge 3.4. % Reflektans değerlerinden tristimulus değerlerinin hesaplanması. 46 Çizelge 3.5. İllüminantlara ait tristimulus değerleri.. 49 Çizelge 4.1. Sık uygulanan polyester elyaf karışımları ve kullanım yerleri. 72 Çizelge 4.2. Çalışmada kullanılan liflerin özellikleri 73 Çizelge 4.3. Mikrotoz çer-çöp analiz ünitesi teknik verileri. 74 Çizelge 4.4. Hazırlanan elyaf karışımlarının renklere göre dağılımı 77 Çizelge 4.5. Siyah beyaz renkli hazırlanan elyaf karışımları. 78 Çizelge 4.6. İki renkli hazırlanan elyaf karışımları Çizelge 4.7. Üç renkli hazırlanan elyaf karışımları Çizelge 4.8. Dört renkli hazırlanan elyaf karışımları 79 Çizelge 4.9. Siyah Beyaz renkli elyaf karışım oranları (%) Çizelge İki renkli elyaf karışım oranları (%).. 81 Çizelge Üç renkli elyaf karışım oranları (%). 83 Çizelge Dört renkli elyaf karışım oranları (%) Çizelge Minolta CM 3600D teknik özellikleri Çizelge 5.1. Siyah Beyaz renkli PES / VİS elyaf karışımlarının hesaplanan M değerleri 104 Çizelge 5.2. Beyaz Polyester Siyah Viskon (PV_BS) karışımının (1.Harman).500 nm deki reflektans ve K/S değerleri Çizelge 5.3. Siyah Beyaz renkli elyaf karışımlarının dalgaboyuna göre ölçülen ve hesaplanan reflektans ve K/S değerleri arasındaki % hataların ortalama değerleri Çizelge 5.4. Beyaz Polyester Siyah Viskon (PV_BS) karışımının (1.Harman) tristimulus değerleri VI

9 Çizelge 5.5. Siyah Beyaz renkli elyaf karışımlarının ölçülen ve hesaplanan tristimulus değerleri arasındaki % hataların ortalama değerleri 109 Çizelge 5.6. Beyaz Polyester Siyah Viskon (PV_BS) karışımının (1.Harman) renk değerleri. 110 Çizelge 5.7. Siyah Beyaz renkli elyaf karışımlarının ölçülen ve hesaplanan renk değerleri arasındaki farkların ortalama değerleri Çizelge 5.8. İki renkli elyaf karışımlarının hesaplanan M değerleri. 112 Çizelge 5.9. Kırmızı Polyester Mavi Viskon (PV_KM) karışımının (1Harman) 600 nm deki reflektans ve K/S değerleri Çizelge İki renkli elyaf karışımlarının dalgaboyuna göre ölçülen ve hesaplanan reflektans ve K/S değerleri arasındaki % hataların ortalama değerleri Çizelge Kırmızı Polyester Mavi Viskon (PV_KM) karışımının (1. Harman) tristimulus değerleri Çizelge İki renkli elyaf karışımlarının ölçülen ve hesaplanan XYZ tristimulus değerleri arasındaki % hataların ortalama değerleri 119 Çizelge Kırmızı Polyester Mavi Viskon (PV_KM) karışımının (1.Harman) renk değerleri. 120 Çizelge İki renkli elyaf karışımlarının ölçülen ve hesaplanan renk değerleri arasındaki farkların ortalama değerleri Çizelge Üç renkli elyaf karışımlarının hesaplanan M değerleri. 122 Çizelge Kırmızı Polyester - Sarı Polyester - Mavi Viskon (PPV_KSM) (2. Harman) karışımının 460 nm deki reflektans ve K/S değerleri 125 Çizelge Üç renkli elyaf karışımlarının dalgaboyuna göre ölçülen ve hesaplanan reflektans ve K/S değerleri arasındaki % hataların ortalama değerleri VII

10 Çizelge Kırmızı Polyester - Sarı Polyester - Mavi Viskon (PPV_KSM) 131 (2. Harman) karışımının tristimulus değerleri... Çizelge Üç renkli elyaf karışımlarının ölçülen ve hesaplanan tristimulus değerleri arasındaki % hataların ortalama değerleri Çizelge Kırmızı Polyester - Sarı Polyester - Mavi Viskon (PPV_KSM) (2. Harman) karışımının renk değerleri. 133 Çizelge Üç renkli elyaf karışımlarının ölçülen ve hesaplanan renk değerleri arasındaki farkların ortalama değerleri Çizelge Dört renkli elyaf karışımlarının hesaplanan M değerleri Çizelge Kırmızı Polyester - Sarı Polyester - Mavi Polyester - Kırmızı Viskon (PPPV_KSMK) karışımının (1.Harman) 620 nm deki reflektans ve K/S değerleri 138 Çizelge Dört renkli elyaf karışımlarının dalgaboyuna göre ölçülen ve hesaplanan reflektans ve K/S değerleri arasındaki % hataların ortalama değerleri Çizelge Kırmızı Polyester - Sarı Polyester - Mavi Polyester Kırmızı Viskon (PPPV_KSMK) karışımının (1. Harman) tristimulus değerleri 142 Çizelge Dört renkli elyaf karışımlarının ölçülen ve hesaplanan tristimulus değerleri arasındaki % hataların ortalama değerleri Çizelge Kırmızı Polyester - Sarı Polyester - Mavi Polyester - Kırmızı Viskon (PPPV_KSMK) karışımının (1. Harman) renk değerleri. 144 Çizelge Dört renkli elyaf karışımlarının ölçülen ve hesaplanan renk değerleri arasındaki farkların ortalama değerleri Çizelge 6.1. Çalışmada hazırlanan melanj renkli karışımlar. 148 Çizelge 6.2. Karışımlardaki ölçülen ve tahmin edilen reflektans değerleri arasındaki % hataların ortalamaları ve korelasyon katsayıları Çizelge 6.3. Karışımlardaki ölçülen ve tahmin edilen tristimulus değerleri arasındaki % hataların ortalama değerleri. 150 VIII

11 Çizelge 6.4. Çizelge 6.5. Çizelge 6.6. Karışımlardaki ölçülen ve tahmin edilen renk değerleri ( L*, 151 a*, b*, C*, H*) arasındaki ortalama farklar.... Karışımlardaki ölçülen ve tahmin edilen renk değerleri arasındaki toplam ( E) renk farkları. 152 %100 Polyester ve %100 Viskon elyaf karışımlarındaki ölçülen ve tahmin edilen renk değerleri arasındaki toplam ( E) renk farkları IX

12 ŞEKİLER DİZİNİ SAYFA Şekil 3.1. Işık kaynağı, cisim ve gözlemci Şekil 3.2. Trikromatik renk eşleme işlemi Şekil o Standart gözlemci için renk eşleme fonksiyonları. 28 Şekil 3.4. Standart gözlemci için göreceli olarak izleme alanları 29 Şekil 3.5. Boya tabakası yüzeyinde ışığın kırılımı. 30 Şekil 3.6. Kubelka-Munk analizi.. 31 Şekil 3.7. C.I.Acid Red 57 için 525 nm deki reflektans ve Kubelka-Munk çizimleri Şekil 3.8. Yün üzerinde C.I.Acid Red 57 ile elde edilen reflektans eğrileri Şekil 3.9. Yeşil metamerik çift için reflektans eğrileri 36 Şekil Çift huzmeli bir spektrofotometrenin temel özellikleri (Datacolor Spectraflash 500) 38 Şekil CIE tarafından tavsiye edilen aydınlatma ve izleme geometrileri Şekil CIELab renk uzayı Şekil Naylon materyal üzerinde, C.I.Acid Black 60 a ait farklı konsantrasyonların reflektans eğrileri 57 Şekil Naylon materyal üzerinde, C.I.Acid Black 60 a ait farklı konsantrasyonların 600 nm dalgaboyundaki reflektans değerleri Şekil Şekil 3.14 deki verilerin f(r) değerlerinin çizimi 58 Şekil Şekil 3.13 deki verilerin absorpsiyon katsayılarının çizimi 60 Şekil Üç boyarmaddeli kombinasyon ile hedef renkten farklı boyarmaddeler kullanılarak denenen eşleme sonucunda elde edilen reflektans profili 63 Şekil Bilgisayarlı reçete tahmin sistemlerinin çoğunluğunda kullanılan akış diyagramı 65 Şekil 4.1. Mikrotoz çer- çöp analiz ünitesi Şekil 4.2. Hassas terazi. 75 Şekil 4.3. Mikrotoz çer- çöp analiz ünitesinin elyaf besleme haznesi. 76 Şekil 4.4. Mikrotoz çer- çöp analiz ünitesinde şerit üretimi 76 X

13 Şekil 4.5. Numuneleri kodlama sistemi Şekil 4.6. Minolta CM 3600D spektrofotometresi Şekil 4.7. Renk ölçüm sistemi.. 90 Şekil 4.8. %50 Beyaz Polyester - %50 Siyah Viskon karışımda farklı M katsayıları ile hesaplanan reflektans değerleri. 96 Şekil 4.9. M değerinin hesaplanması algoritması Şekil Renk farklılığının hesaplanması algoritması XI

14 SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ M : Stearns Noechel modelindeki (Hiperbolik fonksiyon) katsayı E : Toplam renk farkı CIELab 1976 : CIE tarafından 1976 yılında tanımlanan formül CIE 1931 : CIE tarafından 1931 yılında tanımlanan formül X, Y, Z : Tristimulus Rengin sayısal değerleri L* : Açıklık koyuluk a* : Kırmızılık Yeşillik b* : Sarılık - Mavilik C* : Croma (Rengin doygunluğu) h : Renk açısı (derece cinsinden) K/S : Colour / Strenght (Renk kuvveti) nm : Nanometre (10-9 metre) CMC(2:1) : Renk Ölçüm Komitesinin (Colour Measurement Committee) 1984 yılında CIELab sistem parametrelerine dayanan renk farklılığı formülü D65 : Tungsten filamanlı lamba (Renk sıcaklığı yaklaşık 6500 K dır ve gün ışığı simüle edilmektedir) UV : Ultra viyole Mor ötesi YSA : Yapay sinir ağları 3D : Three dimensions Üç boyutlu K : Absorpsiyon katsayısı S : Saçınım kat sayısı λ : Dalgaboyu SED : Spektral Enerji Dağılımı (W.cm -2.nm -1 ) M : Bir siyah cismin spektral ışınımı (W/m 3 ) K : Kelvin (mutlak sıfırı o C) T : Mutlak sıcaklık (K) h : Planck sabiti (J.s) c : Işık hızı = m/s XII

15 CIE : (Commission Internationale de I Eclairage, Uluslararası Aydınlatma Komisyonu) SI : System International (birim sistemi) ev : Elektron volt (enerji birimi) x, y, z : Standart gözlemci değerleri λ λ λ x λ y λ z λ : Kırmızı hassasiyeti eğrisi, : Yeşil hassasiyeti eğrisi ve : Mavi hassasiyeti eğrisi olarak adlandırılabilir. dx : Kalınlık C.I : Colour index %R : Reflektans (yansıtma) değeri ASTM : American society for testing and materials (standart) E λ R λ k x ve y a Pes: Vis Pa OE P V K M S B S DB : Işık kaynağının SED değerleri : Reflektans değeridir (Fraksiyon cinsinden, örnek : %R = 5 ise R = 0.05) : Normalizasyon faktörü : Örneğin standart renk değerleri : Absorpsiyon katsayısı : Polyester : Viskon : Poliamid : Open end Rotor : Polyester : Viskon : Kırmızı : Mavi : Sarı : Beyaz : Siyah : Dalgaboyu (nm) XIII

16 1. GİRİŞ Yalçın YEŞİL 1. GİRİŞ İnsanoğlunun en önemli temel gereksinimlerinden birini karşılayan tekstil endüstrisi yaklaşık olarak M.Ö yıllarına kadar uzanan bir geçmişe sahiptir. Tekstil endüstrisi sanayi devriminin ardından üretilen ve her geçen gün yeni tekniklerle donatılan makinaların imalatı ile günümüzün en önemli sanayi dallarından biri haline gelmiştir. Bu gelişmelere paralel olarak insanların beklentilerinde artış olmuştur. Tekstil mamulleri sadece örtünmek için değil güzel görünmek, sağlıklı ürünler kullanmak ve yaşam mekânlarını güzelleştirmek için de kullanılır hale gelmiştir. İnsanlar değişik giysiler kullanarak sosyal statülerini de belli ederler. Tekstil mamullerinden istenen bu kadar özellik boyarmaddelerin tekstilin her aşamasında kullanımını artırmıştır. Herhangi bir tekstil ürününün alıcıda satın alma isteği uyandırmasında en önemli etkenlerin başında renk ve desen gelmektedir. Renkler modaya bağlı olarak çok hızlı bir şekilde değişmekte ve tüketiciler üreticilerden çok değişik renkler istemektedirler. Tekstil materyalinin üretiminin her aşamasında renk çok önemlidir. İplik üretilirken ipliği oluşturan elyaf rengi, kumaş üretilirken kumaşı oluşturan ipliklerin rengi ve hazır giysiyi üretirken kullanılan kumaşın rengi çok önemlidir. Bu ürünlerin üretim parametreleri, elyaf çeşitleri ve uygulanan boyama işlemleri rengi etkileyen en büyük faktörlerdendir. Renklendirme boyama ve baskı olarak iki farklı yöntemle gerçekleştirilir. Boyamada rengin çekiciliğinin ve parlaklığının yanında haslıkları da oldukça önemlidir. Esas olarak, boyama; uygun şartlarda tekstil elyaf molekülleri ile gerçek bağlar yapan çok karmaşık organik kimyasal boyarmaddelerle gerçekleşir. Tekstil maddeleri elyaftan kumaşa kadar değişen durumları sırasında herhangi bir adımda (Elyaf çekme çözeltisinde boyama, Elyaf halinde boyama, Tops boyama, İplik halinde boyama, Kumaş boyama, Hazır giysi boyama) boyanabilir. Elyaf boyama, tekstil elyafının açık halde eğrilmeden önce boyanmasıdır. Üniversal boyama aparatlarında gerçekleştirilir. Elyaf belirli bir yoğunlukta malzeme taşıyıcıya doldurulur ve içerisinden flotte sirküle edilir. 1

17 1. GİRİŞ Yalçın YEŞİL Renkli efektler istendiğinde mutlaka elyaf boyama veya elyaf çekme çözeltisinde boyama uygulanır. Özellikle naylon, polyester, viskon ve akrilik elyafı için yaygındır. Pamuk elyafında uygulanmaz, çünkü pamuk ıslatıldığında diğer liflere nazaran daha sıkı bir yapı oluşturduğundan boyaması zordur. Elyaf halinde boyamanın avantajları: - Boyama kolaydır. - Boyarmadde liflerin içerisine çok iyi nüfus ettiği için sürtünme haslıkları çok iyidir. - Boyarmaddenin elyaf içine nüfusu kolay olduğundan düzgün boyama eldesi sağlanır. - Düzgünsüz boyamalar, daha sonraki çekim ve harmanlama işlemleri sırasında çok iyi bir şekilde elimine edilir. Giderek artan ihtiyaçlarla mevcut doğal renkler yetersiz kalmış ve renklendirme ortaya çıkmıştır. Mevcut tekstil liflerinin istenenleri tam olarak sağlayamamasından dolayı renkli sentetik ve modifiye lifler kullanılmaya başlanmıştır. Bütün bu gelişmelere rağmen renkli sentetik, doğal veya rejenere lifler tek başına istenilen özellikleri tam olarak verememektedir. Aynı liflerden çok çeşitli ihtiyaçlara yönelik olan farklı özellikte tekstil ürünleri üretilmelidir. Bu nedenle lifleri birbirine karıştırarak kullanılması gerekmektedir. Elyaf boyandıktan sonra karışım aşamasına geçilir. Elyaf karışımlarından oluşan bir tekstil ürünü, iki veya daha fazla elyaf türünün çeşitli aşamalarda (elyaf halinde iken, bükülürken, dokunurken ya da örülürken) birbirlerine karıştırmaları ile elde edilir. Farklı elyaf türlerinin birbirlerine karıştırmaları sonucu elde edilen yeni ürünün özellikleri belirli ölçüde gelişmiş ve değişmiş olmaktadır. Lif karışımlarında genel amaç; homojenlik, üretim kolaylığı, maliyeti azaltmak, müşteri isteklerini karşılama ve belirli bir lifin olumsuz özelliklerini, kaliteyi yükseltmek için ortadan kaldırıp belirli efektler elde edebilmektir. Karışım, elyaf halinde yapılabildiği gibi vatka, şerit iplik ve kumaş formunda da yapılabilir. En iyi sonuç veren metot, elyaf halinde karışımdır. Çünkü ilk 2

18 1. GİRİŞ Yalçın YEŞİL aşamadan başlayarak bir karışım yapıldığından iplik üretim sürecindeki bütün mekanik etkiler daha homojen bir karışımın oluşmasına olanak sağlar. Diğer yöntemlerde oluşacak bir hata, homojenliğin sağlanamaması telafisi zor, bazen de imkansız durumlar ortaya çıkarabilir. Fakat elyaf karışımında hata zamanla kendiliğinden düzelebilir. Karışım yapmanın diğer bir amacı da renkli elyafı karıştırarak farklı bir renk efekti olan melanj rengi elde edebilmektir. Melanj, çeşitli renklere sahip liflerin karışımıyla elde edilen bir renk efektidir. Renkli elyaf, eğirme işleminden önce karıştırılır ve eğirme işleminden sonra elde edilen ipliklerde karışık bir boyama efekti sağlanır. Örnek siyah ve beyaz liflerin karışımı ile gri renkli melanjlar elde edilir. Melanj renkli tekstil materyallerinin üretiminde, istenilen rengin elde edilememesi işletmeler açısından büyük bir sorun oluşturmaktadır. Mevcut uygulamada istenilen melanj rengi elde etmek için renkli elyafla çeşitli oranlarda karışım denemeleri yapılarak renk elde edilmeye çalışılır. Melanj renkli materyali üretmenden önce elyaf renk değerlerinin tahmin edilmesi zaman ve maliyet açısından işletmelere büyük bir fayda sağlayacaktır. Çalışmada melanj renkli elyafın üretim yapılmadan, karışım elyaf renk değerlerinin yeni bir algoritma geliştirilerek tahmin edilmesi hedeflenmiştir. Bunun için beş farklı renkte (siyah, beyaz, sarı, kırmızı, mavi) viskon ve polyester elyaf seçilmiştir. Bu renkli elyaf çeşitleri farklı oranlarında iki, üç ve dört renk olarak Mikrodust (SDL MDTA 3) makinasında 5 er gram karıştırılarak melanj renkli toplam 1044 adet şerit üretilmiştir. Üretilen melanj renkli şeritlerin spektrofotometrik renk ölçüm değerleri girdi olarak kullanılarak, melanj renkli elyafı üretmeden önce karışımdaki elyafların renk değerlerinin tahmin edilebilmesi için Stearns Noechel modelindeki M katsayısı için yeni bir algoritma geliştirilmiştir. Deneysel çalışmanın özeti aşağıda maddeler halinde verilmiştir. 1. Çalışmanın ilk aşamasında deneysel uygulamada kullanılmak üzere Kıvanç Tekstil Sanayi ve Tic. A.Ş. işletmesinden, siyah, beyaz, sarı, kırmızı ve mavi renklerde (her birinden üçer kilo gram), polyester ve viskon elyafı alınmıştır. 3

19 1. GİRİŞ Yalçın YEŞİL 2. İşletmeden sağlanan renkli elyaf çeşitleri, Mikrotoz Çer- Çöp Analiz Ünitesinde (Microdust and Trash Analyser with Rotor Attachment) (SDL MDTA 3), farklı renk ve oranlarda karıştırılarak melanj renkli şeritler elde edilmiştir. Yapılan karışımlar sonucunda siyah beyaz renkli (4 harman), iki renkli (15 harman), üç renkli (20 harman) ve dört renkli (15 harman) toplam 1044 adet melanj renkli şerit elde edilmiştir. 3. Hazırlanan melanj renkli şeritlerin renk değerleri, Minolta CM 3600 D spektrofotometresinde ölçülmüştür. Ölçülen değerlerin ortalamaları arasındaki toplam renk farklılığı ( E), 0.2 den (CIELab 1976) daha büyük olan ölçümler değerlendirilmeye alınmamıştır ve tekrar ölçüm yapılarak 10 adet geçerli değerin ortalaması doğru reflektans değerleri olarak kaydedilmiştir. 4. Çalışmada Stearns Noechel teorik modeli esas alınmıştır. Bu modeldeki M katsayısını hesaplamak için yeni bir algoritma geliştirilmiştir. Bu algoritma ile her bir karışım için her dalgaboyunda ayrı bir M katsayısı hesaplanmıştır. 5. Ölçülen reflektans değerlerinden hesaplanan M katsayıları kullanılarak, Stearns Noechel denklemi ile tahmini reflektans değerleri bulunmuştur. 6. Ölçülen ve hesaplanan reflektans değerlerinin X, Y, Z tristimulus değerleri hesaplanmıştır. 7. Tristimulus değerleri ile (ölçülen ve hesaplanan) L*, a*, b*, C* ve h renk değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca ölçülen ve hesaplanan renk değerleri arasındaki toplam renk farklılığı da ( E) hesaplanmıştır. 8. Sonuç olarak, hazırlanan melanj renkli şeritlerin, ölçülen renk değerleri ile tahmin edilen renk değerleri arasındaki renk farkı hesaplanmış ve önerilen hesaplama yönteminin reflektans değerlerini, yeterli doğrulukta tahmin edebileceği tespit edilmiştir. Çalışma altı ana bölümden oluşmuştur. Giriş bölümünde çalışmanın amacı ve uygulama yöntemine yer verilmiştir. Önceki Çalışmalar bölümünde yapılan literatür taraması sonucu konuyla ilgili olarak ulaşılan ulusal ve uluslar arası yayın, bildiri, katalog gibi veriler 4

20 1. GİRİŞ Yalçın YEŞİL özetlenmiştir. Söz konusu yayınlar genellikle tekstil materyallerinin renginin tahmin edilmesi çalışmalarını içermektedir. Ayrıca bu bölümde, önceki araştırmaların çalışmaya katkısı da incelenmiştir. Tekstil Endüstrisinde Renk Ölçümü bölümünde çalışmanın esasını oluşturan renk ile ilgili bilgiler verilmiştir. Bu bölümde renk kavramı, rengin oluşumu, renk ölçüm sistemleri, ölçüm sonuçlarının nasıl değerlendirildiği, renk farklılıklarının hesaplanması ve boyama reçetesinin nasıl hazırlandığına yer verilmiştir. Materyal ve Metod bölümünde çalışmada kullanılan elyaf özelliklerine, karışım ve renk ölçüm işlemlerinin nasıl yapıldığına ve ölçüm sonuçlarını değerlendirme metotlarına yer verilmiştir. Bulgular bölümünde bütün karışımlar için örnek olarak, ölçülen ve tahmin edilen reflektans, K/S, tristimulus ve L*, a*, b*, C*, h ve E gibi renk değerlerine yer verilmiştir. Bütün renk değerleri EK te yer almıştır. Ayrıca bu bölümde ölçülen ve tahmin edilen bütün renk değerleri arasındaki % hataların ortalamaları da verilerek yorumlanmıştır. Değerlendirme ve Sonuç bölümünde çalışmanın genel bir özeti yapılarak, bütün sonuçlar yorumlanmış, değerlendirilmiş ve bundan sonraki çalışmalar için öneriler getirilmiştir. 5

21 1. GİRİŞ Yalçın YEŞİL 6

22 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yalçın YEŞİL 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Teknolojinin gelişmesine bağlı olarak tekstil sektöründe de birçok araştırma ve bilimsel çalışma yapılmaktadır. Son yıllarda yapılan bu çalışmalar genellikle kalite parametreleri, maliyet ve hızlı üretim konularını kapsamaktadır. Hızlı üretim ve istenilen kalite özelliklerinin sağlanması için tek seferde doğru üretim yapılmalıdır. Bunun için tekstilde üretim yapılmadan bazı girdi parametreleri ile üretilecek ürünün özelliklerini tahmin edebilmek için çalışmalar yapılmaktadır. Tez konusu ile ilgili olarak literatürde yer alan çalışmalar incelenmiştir. Bu inceleme sonucunda genel olarak bazı tekstil yapılarının üretim parametrelerinin, performans, fiziksel, kullanım ve kalite özelliklerinin ve renklerinin üretim öncesi farklı yöntemlerle tahmin edilebilmesi konularında daha önce yapılmış çalışmalar, kitap, yurtiçi ve yurtdışı makale ve tez gibi yayınlara ulaşılmaya çalışılmıştır. Çeşitli renklere sahip lifler harmandan önce karıştırılarak karışık bir boyama efekti (melanj renk) elde edilir. Bu üretim yöntemi özel bir renk efekti elde etmek için uygulandığı için genel bir tekstil mamulü üretmek için yapılan işlemler kadar fazla bir araştırma alanı bulamamıştır. Daha çok tekstil materyallerinin renklendirilmesi, renginin tahmin edilmesi, renk ölçümü ve reçete eldesi ile ilgili çalışmalar yapılmıştır. Bunlar genellikle boyama işlemleri sonunda istenilen rengin tutturulamaması, abraj veya bölgesel renk farklılıklarının oluşması, iplik veya kumaş yapısından meydana gelmesi, renk açısından tekrar edilebilirlikte yaşanan sıkıntılar, üretilecek tekstil materyalinin renginin veya kalite özelliklerinin tahmin edilmesi şekilde sıralanmaktadır. Literatür taraması sonucunda tezle ilgili olarak tekstil materyallerinin renklendirilmesi, rengine etki eden faktörler, renginin ve kalite özelliklerinin tahmin edilmesi konularında yapılan çalışmalar (tez, makale vb.) aşağıda kısaca özetlenmiştir. Warren ve ark. (1993), kumaşların boyanmasında kullanılan çoklu boya karışımlarında, üç boyarmadde konsantrasyonunun spektrofotometrik absorbans değerlerinin girdi olarak kullanılması ile oluşacak rengi tahmin edecek bir model 7

23 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yalçın YEŞİL kurmuşlardır. Bu model ile maksimum %5 lik ve ortalama %2.6 lık bir sapma ile 0 ile 0.15 g/l lik derişim aralığı için tahmin yapılabilmiştir. Spehl ve ark. (1994), çalışmalarında lineer olmayan bir yaklaşımla reçete hesaplaması için matematiksel bir model oluşturmuşlardır. 18 farklı renk için çalışma yapılmıştır. Araştırmanın amacı modelden elde edilen çıktı ile gerçek ölçülen yansıtma eğrileri arasındaki hatanın karşılaştırılmasıdır. Modelin oluşturulması için 1330 numune kullanılmıştır. Ortalama hatanın 0.01 i aşmaması istenmektedir. Bunu sağlayarak kurdukları modelin kullanılabilir olduğunu tespit etmişlerdir. Hench ve Al-Ghaim (1995), çalışmalarında boyama prosesinin başarısının elyaf içeriği, boya karışımı, ph, zaman ve sıcaklık gibi parametrelere bağlı olduğu ve bu parametrelerden herhangi bir veya birkaçının hatalı olmasıyla boyama prosesinin olumsuz sonuçlanacağını vurgulamışlardır. Bu sonuca bağlı olarak düzeltme işlemi için boya ilavesinin gerekli olabileceğine değinilmiştir. Çalışmada uygun matematiksel model ile ilave edilmesi gereken boya miktarı tahmin edilmeye çalışılmıştır. Burkinshaw ve Katsarelias (1997), selüloz esaslı liflerin boyanmasında kullanılan monoklortriazin gruplu boyarmaddeyle renklendirilmiş pamuklu bir kumaşa uygulanan son yıkama işlemlerini ve bu işlemlerin kumaş rengi üzerindeki etkilerini incelemiştir. Renkte tespit edilen değişime bağlı olarak yıkamanın etkinliği üzerine çeşitli yorumlar getirmişlerdir. Deneysel çalışma sonucunda, kumaş üzerindeki bağlanmamış boyarmaddenin uzaklaştırılmasına bağlı olarak rengin yıkama işlemlerinden etkilendiği ve bu etkinin rengin kuvvetini düşürücü, koyuluğunu ve parlaklığını azaltıcı ve yeşil ve sarıya doğru dönüştürme eğiliminde olduğu sonucuca varılmıştır. Ayrıca renkteki değişimin kullanılan boyarmadde ve boyarmaddenin derişimine de bağlı olduğu belirtilmiştir. Jansson (1997), renkli elyaftan melanj efektli iplik üretim sürecinde uygulanan ısıl işlemlerin renkleri nasıl değiştirdiğini araştırmıştır. Çalışmasında modelleme yaparak yeni bir yöntem bulmuş ve bunun patentini almıştır. McDonald (1997), yayınladığı Endüstri için renk fiziği adlı kitabında ışık, ışık kaynakları, renk ölçümü, CIE sistemi, renk uzayı, renk farklılıkları, renk 8

24 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yalçın YEŞİL skalaları, tekstil için reçete tahminleri, pigment materyaller için renk eşleme tahminleri ve rengi nasıl gördüğümüz hakkında bilgiler vermektedir. Sokkar ve ark. (1997), çoklu olarak boyanan %100 polyester liflerinin rengini, ışığın lif tarafından absorbe (% absorbe) edilmesi ve yansıması (%yansıtma) değerlerinden yola çıkarak hesaplayabilecek bir model oluşturmaya çalışmışlardır. Oluşturulan bu matematiksel model ile klasik renk hesaplama yöntemi olan Kubelka- Munk teorisinin sonuçları kıyaslanmıştır. Çalışmada 3 farklı dispers boyarmadde kullanılmıştır. Bu 3 farklı dispers boyarmaddeden ikili ve üçlü renk karışımları elde edilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde rengin, oluşturulan matematiksel model vasıtasıyla tahminlenmesi ve Kubelka-Munk teorisi ile tahminlenmesi arasında %0.58 ile %2.58 arasında değişen hata oranı olduğu tespit edilmiş ve bu oranın çok küçük bir sapma olduğu vurgulanmıştır. Chen ve ark. (1998), Power Spectra görüntüleme sistemi kullanarak yapılan deneysel çalışma sonunda elde edilen verilerin girdi olarak kullanıldığı bir matematiksel model oluşturarak, tekstil hatalarının sınıflandırılmasına çalışmışlardır. Toplam 12 adet kumaş hata (iplik kaçığı, yağ lekesi, delik, çift atkı vs.) görüntüsü modelde girdi olarak kullanılmıştır. Oluşturulan matematiksel model, bu 12 hatanın 9 unun tahminlenmesinde başarılı sonuçlar vermiştir. Westland (1998), çalışmasında yapay sinir ağları ve renk reçetesi tahmini konusu üzerinde durmuştur. Deneysel çalışma için beyaz, siyah, cyan, magenta ve sarı renkleri kullanılmış ve bunların karışımlarıyla çalışılmıştır. 10 nm aralıkla spektrofotometrede yansıtma değerleri ölçülmüştür. Toplam 163 numune hazırlanmıştır. 400 nm ile 700 nm arasında toplam 31 adet çıktı elde edilmiştir. Ağ geri yayılım prensibi kullanarak oluşturulmuştur. Öğrenme oranı 0,1 den 0,001 e kadar düşürülmüştür. Momentum değeri 0.1 de sabitlenmiştir. Renk ölçümleri CMC(2:1) kullanılarak yapılmıştır. Çalışmanın sonunda model oluşturulurken, girdi sayısının etkili olduğu vurgulanmıştır. Chen ve ark. (1999), boya karışımlarının renk hassasiyetinin ölçülmesi için bir metot geliştirmişlerdir. Yeni oluşturulan metot ile reçete hesaplama hassasiyeti için sadece boya konsantrasyonları değil boyama parametreleri de değişken olarak alınmaktadır. Model kurulurken CMC (2:1) eşitlikleri temel alınmıştır. Kurulan 9

25 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yalçın YEŞİL modelde boyarmaddelerin konsantrasyonlarının yanı sıra, boyarmaddelerin enerji seviyeleri, boyama sıcaklığı ve tartım hassasiyeti de dikkate alınmıştır. Rautenberg ve Todesco (1999), tekstil baskıcılığıyla uğraşan işletmeler için renk reçetesi spesifikasyonunun büyük bir insan tecrübesi gerektirdiğini vurgulamıştır. Ayrıca insanların renk sezgilerinin farklı oluşu da bir diğer problemdir. Boyarmaddelerinin yoğunluğundaki küçük bir değişimin bile çok büyük farklara neden olabileceğine değinilmiştir. Bu nedenle matematiksel bir model kurulup, bu alanda bir standart oluşturulmaya çalışılmıştır. Elde edilen model ile bilgisayarda renk karışım prosesini simüle etmek mümkün olmuştur. Aspland ve Zhou (2000), çalışmalarında siyah ve beyaz renkli elyafın karışım sonucundaki renk görünümünü araştırmışlardır. Araştırmalarında %100 siyah ve beyaz renkli polyester elyafı kullanarak karışımlarını 100/0, 90/10, 80/20, 75/25, 50/50, 25/75, 20/80, 10/90 ve 0/100 oranlarında yapmışlardır. Karışımlarını elyafı farklı sıralarda yerleştirerek yapmışlardır. Stearns ve Friele nın denklemlerini kullanarak karışım renkleri hakkında öngörülerde bulunmuşlardır. Burkinshaw ve ark. (2000), çalışmalarında asit boyarmaddeler kullanılarak renklendirilmiş olan naylon 6.6 elyafına uygulanan son işlemlerin renge olan etkisini araştırmışlardır. Çalışmalarında 3 farklı yıkama yöntemi ve 8 farklı asit boyarmadde kullanılmışlardır. Deneysel çalışma sonuçları incelendiğinde yıkama işleminin naylon elyafının renkliliği üzerinde etkili olduğu kanısına varılmıştır. Ayrıca yıkamanın cinsini ve ard arda uygulanan yıkama işlemi sayısının da renk üzerinde farklı etkilere sahip olduğu görülmüştür. Yapılan yıkamalar sonrası elyaf renginin açıldığı ve parlaklığını kaybettiği görülmüştür. Ahmadi ve ark. (2001), çalışmalarında, iplik yüzeyi ve kesiti ile renk ve yansıtma faktörleri arasındaki ilişkiyi en küçük kareler metodu kullanarak hesaplamışlardır. Çalışmalarını renkli ve boyanmamış ekru iplikler için yapmışlardır. Chung ve ark. (2001), etkili renk ölçümünün doğruluğunu etkileyen faktörler üzerinde çalışmışlardır. Çalışmada, birçok faktörün doğru renk ölçümünü etkileyeceği tespit edilmiştir. Farklı spektrofotometrelerden alınan ölçümlerin, tekrarlanabilirliği ve yeniden üretilebilirliği ayrıca spektrofotometreler arasındaki ölçüm farklılıkları ortaya konulmuştur. Bu farklılıklar göz önünde bulundurularak 10

26 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yalçın YEŞİL ölçüm sonuçlarını geliştirmek için farklı matematiksel modeller çıkartmışlardır. Bunlardan R-Modelinin ölçümün doğruluğu için en iyi model olduğunu tespit etmişlerdir. Huang ve Yu (2001), çalışmalarını boyamadan kaynaklanan hatalardan 7 tanesinin tahmin edilmesi ve bu hataların sınıflandırılması için bir tahmin modeli kurulması üzerine yapmışlardır. Hata görüntülerinin analizi için bir görüntü işleme sistemi kullanılmıştır. Model bulanık mantık tekniği kullanarak kurulmuştur. Çalışmada 80 adet test değeri kullanılmıştır. Xin ve ark. (2001), kumaşlarda yumuşatma ve çekmezlik bitim işlemlerinin kumaş rengine olan etkisini CMC (2:1) renk ölçüm sistemini kullanarak tespit etmeye çalışmışlardır. Kurmuş oldukları matematiksel modelde bu işlemlerin renk üzerinde uygulama parametrelerine bağlı olarak etkili olduğunu belirmişler ve E (toplam renk farkı) üzerinde 0.31 ile 0.71 arasında bir değişime neden olduğu ölçümler sonucu tespit edilmiştir. Çalışmada yumuşatıcı olarak sadece 1 çeşit yumuşatıcı ele alınmış, çalışma parametresi olarak ise sadece yumuşatıcı derişimi göz önünde bulundurulmuştur. Invernizzi ve ark. (2002), Stearns-Noechel modeliyle, elyaf karışımlarında kullanılan elyaf çeşitlerinin bireysel renklerinden elde edilen karışımın rengini tahmin etmeye çalışmıştır. Değerlendirmelerinde elyaf şerit rengi kullanılmıştır. Stearns-Noechel formülünün yanı sıra, kendileri tarafından oluşturulan ve bu eşitliğin modifiye edilmiş bir versiyonu olan bir formülü de aynı amaca yönelik kullanmışlardır. Kendi oluşturdukları matematiksel modelin tahmin gücünün daha yüksek olduğunu vurgulamışlardır. Invernizzi ve ark. (2002), çalışmalarında bu sefer Friele s teorik modelini kullanmışlardır. Bu model ile 3 farklı renge sahip elyaf karışımından oluşan elyaf şeridinin rengi, karışımı oluşturan hammaddelerin renginin teorik formülde yerine konmasıyla hesaplanmaya çalışılmıştır. Karışım için 17 birincil renk kullanılmıştır. Hesaplanan değer ile gerçek karışımın renk değeri arasındaki renk farkı CIELab sistemi kullanılarak ölçülmüştür. Yapılan ölçümler farkın, 1 sınır değerinin oldukça üzerinde olduğunu göstermektedir. 11

27 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yalçın YEŞİL Kanık ve Çelikbilek (2002), pamuk elyafından elde edilen tekstil materyallerinin boyanması sırasında pamuk lifinin önemli karakteristik özelliklerinden olan olgunluk derecesinin boyama verimine etkisini araştırmışlardır. Pamuk lifinin olgunluk derecesinin boyama verimini önemli ölçüde etkilediğini tespit etmişlerdir. Özellikle olgunlaşmamış ve ölü pamuğa bağlı olarak oluşan nepslerin boyamayı olumsuz yönde etkilediği belirtilmiştir. Thevenet ve ark. (2003), elyaf boyalı olarak üretilmiş bir şeridin renginin, eğirme prosesine ve iplik parametrelerine bağlı olarak değişimini, yapay sinir ağı kullanılarak modellemeye çalışmışlardır. Çalışmalarında farklı renklerde 14 adet pamuk elyafı kullanmışlardır. Bu çalışmada sadece iplik numarası değişken olarak alınmış diğer üretim parametreleri dikkate alınmamıştır. İplik numarasının renge olan etkisi tespit edilmeye çalışılmıştır. Yurdakul ve ark. (2003), boyama sonrasında kullanılan fiksatör, yumuşatıcı gibi son işlem kimyasallarının, kumaşların haslık özellikleri ve renk üzerindeki etkilerini incelemek için bir deneysel çalışma yapmışlardır. Çalışmada %100 pamuklu örme kumaş kullanılmış ve kumaşlar sadece çektirme yöntemiyle boyanmıştır. Tüm boyama ve son işlem uygulamaları laboratuar şartlarında gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmanın sonuçları incelendiğinde, uygulanan son işlemlerin rengi önemli derecede etkilediği tespit edilmiş ve etkinin kullanılan boyarmadde, renk tonu, apre maddesi cinsi gibi parametrelerle değiştiği belirtilmiştir. Ataeian ve Amirshahi (2004), halı havı olarak kullanılan akrilik ipliklerin yansıtma davranışı ve renk görünümü üzerine bir çalışma yapmışlardır. Reflektans faktörleri arasındaki farklar ve iplik uzunluğu ve kesiti boyunca ipliklerin tristimulus değerlerini incelemişler. İki farklı ipliğin, uzunlukları boyunca aralarındaki renk eşleştirme, halı görünüşünde en önemli faktör olan, kesitleri arasında da renk eşleştirme olacağı anlamına gelmemektedir. Renk farkı değeri ( E), incelik ve optik opaklık gibi lif özelliklerine bağlıdır. Tekstil endüstrisinde, ipliğin uzunluğu boyunca renk ölçümü, daha popüler bir teknik olduğundan, ipliğin yansıtmasının normal ölçümüyle ipliğin kesitindeki reflektans (yansıtma) faktörünü tahminleyecek yeni bir yöntem geliştirmişlerdir. Daha sonra, çalışma, renk tahmini ile genişletilmiştir. Allen in, tekstil malzemelerinde renk eşleştirme için geliştirmiş olduğu ünlü 12

28 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yalçın YEŞİL algoritma kullanılmıştır. Sonuçlar, kesit yönünde ipliklerin renginin uygun olarak eşleştiğini göstermektedir. Gabrijelcic ve Dimitrovksi (2004), atkı-çözgü yönü kumaş sıklığı, örgüsü yapısı ve iplik numarası gibi kumaşın konstrüktif özelliklerinin, renge olan etkilerini deneysel bir çalışma ile incelemiştir. Çalışmanın sonucunda kumaşın konstrüktif özellikleri ve kullanılan ipliklerin renginin bilinmesi durumunda kumaşın renginin tahmin edilebileceği belirtilmiştir. Çalışma sonunda yaptıkları istatistiksel değerlendirmede, kendilerinin hesapladıkları renk değerleri ile spektrofotometrede ölçülen renk değerleri arasında yüksek bir korelasyon elde etmişlerdir. Lucia ve Buonopane (2004), çalışmalarında yün elyafından eğrilmiş fantezi ipliklerle örülmüş kumaşların rengi üzerine araştırma yapmışlardır. İpliği oluşturulan elyafın renginin girdi olarak kullanılmasıyla elde edilmek istenen rengin tahmin edilebildiği bir matematiksel model oluşturulmaya çalışılmıştır. Özçelik ve Duran (2004), yaptıkları çalışmada, farklı kumaş yapılarının (dimi, saten, süprem, interlok vb.) boyama verimliliği üzerine etkisini belirlemek için altı farklı çeşit örme ve dokuma kumaş ile üç farklı boyarmadde ve bu boyarmaddelerin 7 farklı konsantrasyonu kullanarak bir araştırma yapmışlardır. Çalışma sonucunda farklı kumaş yapılarının, renk verimi ve farklılığı üzerine çok önemli bir etkisinin olduğu belirlenmiştir. Araştırma sonuçlarının özellikle kumaş boyama reçetelerinin hazırlanması işleminde hataları bertaraf etmek için kullanılabilir veriler olduğu belirlenmiştir. Strumillo ve ark. (2004), keten/pamuk karışımlı ipliklerin üretim parametrelerinin seçilmiş özelliklerine olan etkisini tahmin etmek için bir yapay sinir ağı geliştirmişlerdir. Söz konusu karışım ipliğin mukavemet, tüylülük ve iplik hatalarının tahmin edilmesi için iplik üretimi BD 200S rotor eğirme makinasında gerçekleşmiştir. Üretim için pamuk (%100) şeridi ve %10, %20, %30, %40, %50 oranında keten bulunduran pamuk/keten karışımlı şeritler kullanılmıştır. Lineer yoğunluğu 3 ktex olan şeritler kullanılarak 20, 30, 40, 50 tex iplikler üretilmiş ve söz konusu makinada üretilen ipliklerin bahsedilen özellikleri hassas bir şekilde tahmin edilmiştir. 13

29 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yalçın YEŞİL Özgüney ve ark. (2005), farklı iplik eğirme sistemleriyle elde edilmiş ipliklerden dokunmuş kumaşların çeşitli performans ve terbiye işlemlerindeki performanslarını karşılaştırmışlardır. Eğirme sistemi olarak klasik ring ve kompakt eğirme sistemleri seçilmiştir. Çalışmanın sonucunda, farklı eğirme sistemleriyle elde edilen ipliklerden dokunmuş kumaşların terbiye işlemlerine göstermiş oldukları davranışın ve boyama verimlerinin farklılık gösterdiği tespit edilmiştir. Tsoutseos ve ark. (2005), tekstilde konvansiyonel reçete hesaplama yöntemi olarak bilinen Kubelka-Munk teorisine alternatif olarak, farklı bir hesaplama yöntemi geliştirmeye çalışmışlardır. Kurulan modelde girdi olarak, konvansiyonel sistemde kullanılan veri setlerinin aynıları kullanılmıştır. Veri seti olarak boyarmaddelerin yansıma değerleri kullanılmıştır. Çıktı olarak ise boyarmadde derişimi istenmiştir. Kubelka-Munk teorisinin kısıtlayıcı yanları, oluşturulacak yeni bir model ile aşılmaya çalışılmıştır. 9 farklı boyarmadde derişimi için çalışma gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde yeni kurulan modelinin spektral parametreleri ve reçete hesaplamasını başarıyla tahmin edebildiği sonucuna varılmıştır. Burkinshaw ve Son (2006), standart ve koyu olarak asit boyarmaddelerle boyanmış naylon 6.6 elyafının ard arda uygulanan yıkama işlemlerine bağlı olarak renk kuvveti ve haslık performanslarını deneysel bir çalışma ile incelemişlerdir. Çalışmada 5 farklı asit boyarmadde ve 4 farklı boyama konsantrasyonu için uygulama yapılmıştır. Yıkama işlemi 60 C de ard arda 5 defa uygulanmıştır. Tüm numuneler için K/S, L, a, b gibi kolorimetrik parametreler incelenmiştir. Sonuçta uygulanan yıkama işlemlerinin ve işlem sayısının materyalin rengini etkilediği spektrofotometrik olarak ispatlanmıştır. Rong ve Feng (2006), önceden renklendirilmiş elyaf karışımları için Stearns- Noechel modeline göre renk eşlemede tristimulus algoritmasını kullanmışlardır. Bu algoritmada reçeteyi tahmin etmek için 54 viskon karışımı ile çalışmışlar ve orijinal kumaş numuneleri ile eşleme reçetelerine göre hazırlanan karışım numuneleri arasındaki renk farklılıklarını ölçerek CIELab 1976 (D65 illimunent ve 10 0 standart gözlemci) biriminde ifade etmişlerdir. Maksimum renk farklılığı klasik yol kullanıldığında M parametresi (Stearns-Noechel modeli deneysel sabiti) 0.09 a eşit, CIELab birimi ise Ortalama hesaplanmış renk farklığı 0.69 CIELab birimi. Bu 14

30 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yalçın YEŞİL da lif karışımlarında bu algoritmanın renk eşlemede kullanılabileceğini göstermişlerdir. Bu çalışmada M değerlerini elde etmek için yeni bir metot da önerilmiştir. Senthilkumar ve Selvakuma (2006), reaktif boya uygulamalarında istenen renk derinliğini elde etmek için uygun modeller kurmaya çalışmışlardır. Çalışmanın özünü istenen renk derinliğini elde etmek için gerekli olan boyama süresinin tahmini oluşturmaktadır. Deneysel çalışmada 3 farklı boyarmadde ve çektirme yöntemi kullanılmıştır. Girdiler boyanacak kumaşın K/S değeri, kumaş üzerindeki toplam boyarmadde, tuz- soda konsantrasyonu ve boyanan kumaşın K/S değeridir. Çıktı olarak ise boyama zamanı ve fiske zamanı hedeflenmiştir. Kurdukları modele %1 hata oranı ile tahminleme yapabilmişlerdir. Çay ve ark. (2007), kumaş yapısının renk üzerine etkisini araştırmışlardır. Kumaş atkı-çözgü yoğunluğu ile kumaş gözeneklerinin ilk defada doğru boyama yapabilmek için çok büyük etkileri olduğunu belirtmişleridir. Çalışmalarında farklı atkı ve çözgü yoğunluklarında ve gözeneklerde pamuklu kumaşlar reaktif boyalarla boyanmış ve renk ölçümlerini spektral fotometre ile yapılmıştır. Atkı-çözgü yoğunluğu ve gözeneklilik renk tonu üzerinde herhangi bir etkiye neden olmamasına rağmen renkte önemli derecede farklılıklar saptanmıştır. Kretzschmar ve ark. (2007), farklı eğirme sistemleri ile üretilmiş ipliklerle yapılmış tekstil materyalinin boyanma özelliklerini araştırmışlardır. Çalışmalarında ring ve kompakt iplik eğirme sistemleriyle eğrilmiş ipliklerden örülmüş kumaşların boyama öncesi ve sonrası performans özellikleri karşılaştırılmıştır. Öner (2007), optik ağartma işlemi görmüş materyallerin beyazlık değerlendirilmesi ve optik ağartıcının işlem gören materyalin beyazlığına sağladığı etkinin araştırılmasında UV-engelleyici filtrelerinde kullanıldığı farklı hesaplama yöntemleri üzerine çalışmıştır. Tek monokromatorlu spektrofotometrelerin yerine çift monokromator ünitesine sahip spektrofotometrelerin kullanımını tavsiye etmiştir. Balcı (2008), yürüttüğü doktora çalışmasında boyalı kumaşların CIELab değerlerine, çeşitli kimyasal apre uygulamaları ve bunların bazı çalışma parametrelerinin etkisi ile oluşturdukları renk farkı değerlerini tespit etmeye ve daha sonra YSA ve lineer regresyon denklemleri kullanarak tüm bu renk değerlerini 15

31 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yalçın YEŞİL tahmin etmeye çalışmıştır. Çalışmada apreye bağlı renk değişiminin önüne geçilebilmesi için değişimin önceden bilinmesi amaçlanmıştır. Çalışma sonucunda YSA nın lineer regresyon denklemlerine göre daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Nateri ve Ekrami (2008), bikomponent boyarmaddeler için sıfır geçiş tekniği ile Kubelka Munk teorisinde kantitatif analiz yapmışlardır. Bikomponent tekstil boyarmaddelerinin boyama reçetelerinin hesaplanmasında yeni bir türev yöntemi geliştirmişlerdir. 152 g/m 2 ağırlığındaki beyazlatılmış bezayağı örgülü dokuma kumaşı sarı, altın sarısı ve kırmızı reaktif boyarmaddelerle farklı konsantrasyonlarda boyamışlardır. Numune kumaşları farklı ikili karışımlar ile boyamış ve yansıma spektrumları 400 ve 700 nm arasında kaydedilmiş. Kumaşlardaki boyarmadde miktarlarının belirlenmesi için Kubelka Munk teorisi ve sıfır geçiş tekniği kullanılmış. Geliştirilen sıfır geçiş noktalı türev yöntemi normal Kubelka-Munk yönteminden daha doğru sonuçlar vermiş. Önerdikleri türev yönteminin numune kumaşlardaki ikili karışık tonları ile boyanmış boyarmaddelerde kantitatif analiz için doğru ve basit olarak uygun olduğunu tespit etmişlerdir. Acar (2009), doktora çalışmasında, fluoresans renkler içeren boyama reçetesi için tahmin algoritmalarında başarının artırılmasına yönelik yeni bir yöntem geliştirmiştir. Bu amaçla, %100 akrilik, %100 poliester, %100 poliamid ve %100 pamuk kumaşlar, fluoresans boyarmadde içeren reçeteler ile boyanmıştır. Boyama işlemleri, bazik, dispers, asit, direkt ve reaktif boyarmaddeler ile çektirme yöntemine göre gerçekleştirilmiştir. Toplam 216 adet boyama reçetesine uygun olarak boyama işlemleri gerçekleştirilmiştir ve bunların spektral renk ölçümleri yapılmıştır. Fluoresans boyarmaddeler %100 den büyük yansıma değerleri oluşturdukları için, renk eşleme işlemlerinde kullanılan Kubelka-Munk denklemi geçerliliğini yitirmektedir. Bu sebeple çalışmasında, Kubelka-Munk denklemi %100 ile %200 arasındaki değerler ile de geçerli olacak şekilde uyarlamıştır. Sonuç olarak, 216 rengin tamamı için, ticari yazılımlar ile elde edilen ortalama E değerleri aralığındayken, geliştirdiği yöntem ile elde edilen ortalama E değeri 2.02 gibi daha düşük bir değerdir. Li ve ark. (2009), önceden renklendirilmiş elyaf karışımlarında spektrofotometrik olarak renk eşleme algoritması kurmuşlardır. Bu algoritmada 16