Fluoresans renkler içeren boyama reçetesi tahmin algoritmalarında başarının artırılmasına yönelik yeni bir yöntem


Thesis Type: Doctorate

Institution Of The Thesis: Marmara University, Institute for Graduate Studies in Pure and Applied Sciences, Department of Textile Education, Turkey

Approval Date: 2009

Thesis Language: Turkish

Student: KAMİL ACAR

Consultant: Erhan Öner

Abstract:

FLUORESANS RENKLER İÇEREN BOYAMA REÇETESİ TAHMİN ALGORİTMALARINDA BAŞARININ ARTIRILMASINA YÖNELİK YENİ BİR YÖNTEM Reçete tahmin algoritmalarında, spektral değerlerin doğru tahmin edilmesi çok önemli bir adımdır. Fluoresans boyarmadde içeren reçetelerde, klasik algoritmaların kullanımı ile bu spektral değerler doğru tahmin edilememekte, dolayısıyla doğru reçetelere ulaşılamamaktadır. Bu araştırmanın amacı, fluoresans boyarmaddeler ile renk eşleme işlemlerinde, spektral radyans faktörlerinin doğru şekilde tahmin edilmesi amacıyla bir hesaplama yöntemi geliştirmektir. 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. Öncelikle, boyarmaddelerin açılım boyamaları yapılmıştır. Bunun ardından, önceden belirlenmiş toplam 216 adet boyama reçetesine uygun olarak boyama işlemleri gerçekleştirilmiştir. 216 adet reçetenin, 72 adedi tek bir fluoresans boyarmadde ile, 72 adedi iki boyarmadde ile ve 72 adedi de üç boyarmadde ile oluşturulmuştur. İki ve üç boyarmaddeden oluşan reçeteler en az bir fluoresans boyarmadde içermektedir. Böylece reçeteleri bilinen ve hepsi en az bir adet fluoresans boyarmadde içeren 216 adet renk numunesi elde edilmiş 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, bu çalışmada, Kubelka-Munk denklemi %100 ile %200 arasındaki değerler ile de geçerli olacak şekilde uyarlanmış ve uyarlanan denklem “SRF fonksiyonu” olarak adlandırılmıştır. Bilinen renk eşleme algoritmalarındaki reflektans fonksiyonu yerine SRF fonksiyonu kullanılarak 216 adet reçeteye ait SRF fonksiyonu değerleri hesaplanmış ve gerçek numunelerden ölçülen SRF fonksiyonu değerleri ile aralarında anlamlı bir ilişki olduğu tespit edilmiştir. Bu ilişkiden elde edilen katsayılar ile tahmin edilen ilk SRF fonksiyonu değerlerinde düzeltme yapılmıştır. Böylece “düzeltilmiş SRF fonksiyonu” değerleri elde edilmiştir. Düzeltilmiş SRF fonksiyonu değerlerinden %SRF değerleri hesaplanmıştır. Yeni yöntemin, ticari reçete tahmin yazılımları ile karşılaştırılması amacıyla, gerçek numunelerden ölçülen spektral veriler, farklı firmaların ürettiği üç yazılıma yüklenmiştir ve yazılımların “el ile reçete girişi” modülleri kullanılarak, yazılımların tahmin ettiği spektral radyans faktörleri elde edilmiştir. Gerçek numunelere ait ölçülen spektral radyans faktörleri ile, hesaplanan spektral radyans faktörleri arasındaki renk farklılıkları, CIE 1976 E (D65, 10°) formülü kullanılarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, 216 rengin tamamı için, ticari yazılımlar ile elde edilen ortalama E değerleri 4.90-10.57 aralığındayken, geliştirilen yöntem ile elde edilen ortalama E değeri 2.02 gibi daha düşük bir değerdir. Ayrıca, geliştirilen yöntem ile elde edilen Dalgaboyu-%SRF eğrilerinin profilleri, gerçek eğriler ile çok daha iyi şekilde benzerlik göstermektedir. ABSTRACT A NEW METHOD TO IMPROVE THE SUCCESS OF THE FLUORESCENT COLOUR RECIPE PREDICTION ALGORITHMS In the dyeing recipe prediction algorithms, the correct prediction of the spectral values of the samples is the most important step. The spectral values cannot be correctly predicted by the use of the conventional algorithms in the dyeing recipe calculations with fluorescent dyes, and thus, the correct recipes cannot be obtained. The aim of this research is to develop a new method to be utilized to calculate the correct spectral radiance factors in the dyeing recipe prediction with fluorescent dyes. For this purpose, 100% acrylic, 100% polyester, 100% polyamide and 100% cotton fabrics were dyed with recipes containing fluorescent dyes. The dyeings were carried out with basic, disperse, acid, direct and reactive dyes by exhaustion method. First of all, for these dyes, the calibration dyeings were prepared. Later, the dyeings were carried out in accordance with the pre-selected 216 dyeing recipes. Out of these 216 recipes, 72 included one fluorescent dye, 72 included two dyes, and 72 included three dyes. Two-dye and three-dye recipes included at least one fluorescent dye. Thus, the spectral measurements of 216 samples dyed with known recipes including at least one fluorescent dye, were carried out. Because the reflectance values with the fluorescent dyes are measured above 100%, the Kubelka-Munk equation, which is used to predict the dyeing recipes, cannot be used. Therefore, in this work, the Kubelka-Munk equation was put into an appropriate form to be used with the spectral values between 100% and 200%, and the new equation was called “SRF function”. This function was utilized in the recipe prediction algorithms instead of the classical “reflectance function”. A meaningful relation was found between the calculated SRF functions of these 216 recipes and the calculated SRF functions of the 216 dyed samples. The first predicted “SRF functions” were then corrected using the coefficients obtained from these correlations; thus, the “corrected SRF function” values were obtained. From these “corrected SRF functions”, %SRF values were calculated. To compare the new method with the commercial recipe prediction software, the measured spectral values were entered using the manual data entry modules of these three commercial computer programs. The predicted spectral radiance factors from these programs were obtained. The colour differences between the spectral radiance factors of the samples and the calculated spectral radiance factors were calculated by CIE 1976 colour difference formula (D65, 10°). Mean ΔE values for 216 dyed samples which were obtained from the commercial computer programs, were between 4.90 and 10.57. The mean ΔE result obtained from the new method was 2.02. Furthermore the wavelength vs. %SRF curves obtained by the new method were in good agreement with those obtained from the samples.