Whatsapp Tekstil Kursları Destek Hattı

KUMAŞ YAPISAL PARAMETRELERİ İLE REFLEKTANS DEĞERLERİ ARASINDAKİ İLİŞKİLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Kumaş reflektansı (yansıma) kumaşı oluşturan ipliklerin reflektans özelliklerine ve bu
ipliklerin yapı içindeki konumlanmalarına (birbirleri ile kesişim düzenlerini belirleyen örgü
yapılarına) dayanır. Lifler, tüm kumaşların hammaddeleridir. İplikler liflerden oluşur, bu
nedenle liflerin yansıması ipliklerin yansıma karakteristiklerine büyük oranda etki eder.
Kumaşların reflektans ve rengini etkileyen en önemli yapısal parametreler; malzeme (lif ve
ipliklerin tipi, yüzeyin pürüzlülük ve tüylülüğü, rölyef ve tekstür vb.) ile gelen ışık arasındaki
(yansıma, saçılma ve absorbsiyon) ilişkiler, iplik yüzey alanları ve oranı (iplik sıklığı, iplikler
arası boşluklar), renk yüzeylerinin düzenlenme şekli (örgü ve renk raporu), gözeneklilik
(porosite) ve örtme faktörü (kumaş kompaktlığı)’ dür.
2. IŞIK İLE TEKSTİL YÜZEYİ ARASINDAKİ ETKİLEŞİM
 Bir tekstil mamulü birçok ince lifin bir araya gelmesi ile oluşur. Her lifin üst yüzeyine
gelen ışığın bir kısmı bir cam çubukta veya pencere camında olduğu gibi yansıtılır veya
                                                            
*
 Uludağ Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Tekstil Mühendisliği Bölümü, 16059, Görükle, Bursa.
 İletişim Yazarı: M. Akgün (akgunm@uludag.edu.tr)
DERLEMEAkgün, M., Alpay, H.R. ve Becerir, B.: Kumaş Yapısal Parametreleri ve Reflektans İlişkisi
94
reflekte edilir. Bir tekstil mamulünde birçok beyaz (renksiz) lif birbiri ardınca bulunduğu için,
hemen hemen gelen ışığın tamamına yakını yansıtılır. Fakat tekstil yüzeyini oluşturan lifler
yüzeyde çok çeşitli şekillerde oryante edildiklerinden ışık yansıması bir aynada olduğu gibi
değil, çeşitli yönlere doğru dağınık şekilde olur. Boyanmamış bir tekstil materyali hemen
hemen gelen ışığın tamamına yakınını yansıttığından bunlar beyaz ışık altında beyaz
görünürler (Duran, 2001).
 Işık malzeme yüzeyi ile temas ettiğinde bir kısmı yüzeyden yansır ve bir kısmı da yüzey
tarafından absorbe edilir. Malzemenin rengi bu yüzeyden yansıyan ve absorbe edilen oran
arasındaki ilişkiye bağlıdır. Malzeme içine giriş sırasında gelen ışık kırılır ve yüzey normaline
olan açısını değiştirerek hareketine devam eder. Bu durum malzemenin yoğunluk farkından
kaynaklanır (Tilley, 2000; Mc Donald, 1997). Yüzeyin pürüzsüz (düzgün) olması durumunda
bu yansıma açısı, gelen ışın açısı ile aynı olurken, pürüzlü yüzeylerde farklı olur. Bir nesnenin
gözle görülen rengi görünür spektrumdaki en tepede yansıma yapan ışık kısmı ile ilgilidir.
Pratikte yansıyan ışığın değeri gelen ışığın yüzeyden yansıtılan miktarı olarak tanımlanır.
Bundan dolayı yansıyan ışık miktarı (%R) yansıma eğrilerinde gösterilir (Field, 1999).
 Işık absorbsiyonu malzemenin belirli bir dalgaboyundaki ışığı absorblama kapasitesidir.
Tüm malzemeler elektromanyetik radyasyonun ultraviyole, görünür ve infrared spektrumunu
absorblama yeteneğine sahiptir. Ancak sadece görünür bölgede absorblanan dalgalar göz
tarafından renkli algılanır (Christie ve diğ., 2000).
 Işık yansıması tekstil malzemesinin yüzeyine bağlıdır ve rengin ışıklılığını ve
doygunluğunu etkiler. Genelde yansıma yüzeyin üç temel parametresi olan parlaklık
(brilliance), tekstür (texture) ve aydınlığına (lustre) bağlıdır. Parlaklık, rengin ışıklılığı ve
doygunluğu üzerinde etkilidir. Yüksek parlaklık görünümüne sahip yüzeyde yüzeyden saçılan
ışık bakış açısına bağlıdır. Yüzeyin tekstürü parlaklık ile ilişkilidir. Rölyefli (çıkıntılı) bir
tekstür yapısı az bir parlaklık gösterir. Diğer bir parametre olan aydınlık ise ışığın ayna
benzeri yansımasını karakterize eder (Field, 1999). Parlaklık, kalınlık, yüzey ve kumaşın
sıklığı kumaş görünümü üzerinde etki eden önemli faktörlerdir. Renk ve tekstür elementleri
kumaş görünümünün biçimlenmesinde oldukça önemlidir (Choo ve diğ., 2003). Kumaşın
anizotropik (yöne bağlı olmayan) doğasından dolayı kumaş parlaklığının çeşitli açılar altında
analiz edilmesi gerekir. İplik bükümü arttıkça, makro seviyedeki parlaklığın düşmesi
sonucunda, parlaklık ünitesinin boyu da buna bağlı olarak azalacaktır (Kim ve diğ., 2004).
 Yüzeyle temas eden ışığın bir kısmı gelişi güzel parçalar şeklinde dağılarak yansır.
Yansıyan ışığın spektral kompozisyonu bu parçaların özelliklerine ve tipine bağlıdır.
Yüzeyden yansıtılmayan ışık malzeme içine nüfuz eder. Nüfuz eden bu ışığın bir kısmı
seçimli absorblanır ve bir kısmı da gözlemciye geri yansır. Renk algısı gözlem açısına da
bağlıdır ve göze gelen ışık gözlemlenen nesnenin pozisyonuna bağlı olarak değişir (Field,
1999).Tekstil liflerinden olan yansımada ışığın büyük bir bölümü dağınık yansır (Mc Donald,
1997).
 Dokuma kumaşların yüzeyi genellikle pürüzlü yüzeyin türü ile ilgilidir ve yansıma
genellikle pürüzlü yüzeylerde meydana gelen mat yüzey yansıması, yani düzgün ve dağınık
yansımanın gerçekleştiği Lambertian yansıma olarak varsayılmaktadır. Kumaşların hepsi
Lambertian yansıma göstermedikleri için kumaşların yansıma özelliklerinin
değerlendirilmesinde kumaş materyallerinin özellikleri ve kumaş yapıları göz önüne
alınmalıdır. Gelen ışık yüzeyde absorblanabilir, yansıyabilir ve/veya geçebilir. Yansıyan ışık
belirli bir yönde olabilir, bu durum düzgün yansıma (specular) olarak isimlendirilir veya
belirli bir yöne değildir, bu durumda dağınık (diffuse) yansıma olarak isimlendirilir. Bunların
ikisi de ışık dalga boyu ve malzeme özellikleri ile ilişkilidir. Pürüzlü yüzeylerden olan
yansıma oldukça karmaşıktır, dağılma (kırılma, kırınım) ve yüzeyin mikro yapısı ile ilişkili
olarak girişim etkisi olur ve durum çok katlı yansıma içerir. Yüzey pürüzlülüğü arttıkça,
yansıma açısı artarak, reflektans azalacaktır (Yang ve diğ., 2003). Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 17, Sayı 1, 2012
95
 Tekstil malzemesine çarpan ışığın bir kısmı çözgü ve atkı iplikleri arasında ve lifler
arasında var olan boşluklar nedeni ile arka zemine geçerler. Saçılma durumu parçacıklar
şeklinde olur ve parçacıklar tekrar çarpışmaya uğrar. Bu çarpışan parçacıklar gelen ışığın
dalga boyu ile karşılaştırıldığında oldukça küçüktür. Bu saçılmayı meydana getiren
parçacıkların boyutunun gelen ışık dalgaboyu boyutunun onda birinden daha küçük olduğu
tahmin edilmektedir (Tilley, 2000). Saçılmanın bir sonucu olarak kumaş içinden geçen ışık
ışınlarının yoğunluğu kumaşın merkezinde olan saçılmalar sonucunda azalmaktadır
(Gabrijelčič, 2007).
 Nesnenin görünümünün değerlendirilmesinde renk kadar tekstür (doku) yapısı da
önemlidir (Rigg, 1987; Mc Laren, 1987). Renk görünümü olgusu iki bağımsız değişken olan
tekstür ve temel renk özellikleri ile modellendirilmiştir (Oulton ve diğ., 2004). Nesnenin
rengini beyaz ışıktan yansıyan bileşen belirlemektedir. Transparan (şeffaf) materyaller az bir
değişimle ışığın geçmesine izin verirler. Yarı saydam materyaller ışığı dağıtır, geçirir ve
absorblarlar. Opak materyaller ise ışığı yansıtır ve absorblarlar, geçirme yapmazlar. Parlaklık,
eğrilik ve tekstür gibi yüzey karakteristikleri ışığın yansıma derecesini etkilerler. Okubo ve
diğ. (1998) dijital görüntüde, renk ölçümüne engel olacağından, görüntü üzerine yansıyan
ışığı elimine etmek için arka zeminde siyah karton üzerinde çalışılmasını uygun görmüşlerdir.
 Renk ölçümünde ışığın cisim tarafından ne şekilde etkilendiği önemlidir. Tamamen
geçirgen cisimler üzerlerine gelen ışığı çevreye saçmazlar fakat opak cisimler ise hiçbir ışığın
diğer tarafa geçişine izin vermezler ve üzerlerine gelen ışığı hem absorblarlar, hem de saçarak
ortama geri yansıtırlar. Renkli transparan cisimlere gelen ışık, temel olarak absorblanıp
saçılmazken, renkli opak cisimlere gelen ışık, hem absorblanır, hem de ortama geri saçılır.
Renkli transparan cisimlerin renk ölçümünde ışığın geçirilmesi esasına dayanan cihazlar
kullanılırken, renkli opak cisimlerin renk ölçümünde reflektans esasına dayanan cihazlar
kullanılır. Reflektans spektrofotometreleri opak cisimlerin renk ölçümünde kullanılmaktadır
(Becerir 1998). Spektrofotometrik eğriler nesnenin renginin ve yansımasının belirlenmesinde
kullanılmaktadır (Green ve diğ., 2002; Field, 1999).
 Renk algısını etkileyen en önemli parametre yapıyı oluşturan ipliklerin renk değerleri ve
yansıma özellikleridir. Dokuma kumaşların rengi ve algılanması onun fiziksel, kimyasal
kompozisyonuna ve yapısına bağlı olduğu kadar, gözlemlenen yüzey üzerine ışık
kaynağından gelen ışık ışınlarına, malzemenin optik-yansıtma özelliklerine ve gözlemcinin
duyarlılığına da bağlıdır (Christie ve diğ., 2000; Tilley, 2000; Mc Donald, 1997). Akgun ve
diğ. (2005a, 2005b, 2006, 2010b) tarafından yapılan çalışmalarda, kumaşların aşınmaya bağlı
olarak değişen reflektans ve renk değerlerinin kumaş yapısal parametrelerine bağlı olarak
değişim gösterdiği görülmüştür.
3. KUMAŞ YAPISAL PARAMETRELERİNİN REFLEKTANS ÜZERİNDEKİ
ETKİLERİ
 3.1. Lif Özelliklerinin Kumaş Reflektansı Üzerindeki Etkisi
 Lif ve ışık arasındaki ilişki analiz edildiğinde kumaş reflektansını etkileyen
parametreler lif yüzeyi, oryantasyonu, yoğunluğu, enine kesit şekli ve matlaştırma oranları
olarak belirtilmektedir (Etters, 1997). Liflerin yüzey, boyut, kristalinite ve enine kesit şekli lif
içinde ve/veya yüzeyinde olan ışık yansıma/absorbsiyon ve kırılma/saçılma durumunu belirler
(Christie, 2000).
 Liflerin optik özellikleri yalıtkan, lif yüzeyinden parlak yansıma yapan ve geçirgen
olarak nitelendirilir. Bir lif yarı saydamdır, ışığı yansıtır ve aynı zamanda kırar. Bu davranış
kırılma indeksi (birim uzunluk başına düşen her bir dalga boyundaki yansıma ve geçirgenlik)
tarafından tanımlanır. Genelde açık kumaş modelinde lif kesişim noktaları görülememektedir. Akgün, M., Alpay, H.R. ve Becerir, B.: Kumaş Yapısal Parametreleri ve Reflektans İlişkisi
96
Bu kesişim noktalarında farklı ipliklerin lifleri birbirleri ile çok yakın bir şekilde kesiştiğinden
dolayı doğru olmayan ışık yayılma modeline neden olmaktadır. Tam bir kesişim ortaya
çıkartan algoritma elde etmek güç olduğu için, liflerin hafifçe kesiştiği varsayılmaktadır
(Volevich ve diğ., 1997).
 Kumaş içindeki liflerin enine kesitleri tekstil materyalinin görünüşünü etkiler. Liflerin
parlaklığı, lifin enine kesit şekli ile yakından ilişkilidir. Genelde, sentetik liflerin yapısı doğal
liflerden daha pürüzsüzdür ve doğal lifler çoğunlukla kıvrılma eğilimi gösterirler. Bundan
dolayı, sentetik liflerin yüzeylerinden daha fazla düzgün yansıma meydana gelir ve bundan
dolayı daha fazla parlaktırlar. Mikro alanlar ve malzemelerin mikro yapısı ile ilgili olarak,
sentetik mikrolif tarafından yansıtılan ışık farklı olabilir. Bu durum liflerin yüzeyindeki
multifilament grupların sayısından kaynaklanmaktadır (Shin ve diğ., 2005). Lifler arasında
ara yansımalar meydana gelmektedir. Ara yansımalar üzerindeki bazı analizlerde göz önüne
alınan yüzey yansıması Lambertian veya ideal düzgün olarak varsayılmaktadır. Gerçekte bu
oldukça karmaşık bir yansıma işlemidir ve ara yüzey yansımalarının hesaplanması oldukça
zordur. Bu durumda, ara yüzey yansıması tarafından elde edilen parlaklık, yan parlaklık ve
çok katlı yansıma gibi yüzey yansıması üzerinde özellikle lif eksenine dik yönde oldukça
önemli etki eder (Yang ve diğ., 2003).
 Kumaşın optik yapısında lifler yalıtkan ve lif sınırından ışığı yansıtma ve absorbe etme
gibi özelliklere sahiptirler. Lif yarı saydam bir yapıdadır, ışığı yansıtır ve aynı zamanda kırar.
Bu davranış birim uzunluk başına düşen her bir dalga boyu başındaki kırınım indeksi,
yansıma ve geçirgenlik, yani yüzey ve absorbsiyon hacmi ile belirlenir. İplik yapısı içindeki
lifler birbirleri ile sıkı bir şekilde karışmış halde bulunurlar. Bu durum liflerin birbirleri ile
çok sayıda kesişimine neden olduğundan ışık yansıma modelinde düzgünsüzlüğe neden
olmaktadır. Bu lif kesişimi olarak değil lif yerleşiminde ufak bir hata olarak ele alınmaktadır.
Eğer ışın orijini lif içinde ise sadece bu lif yüzeyi ile kesişim kontrol edilir. Eğer ışın bir liften
diğer bir life geçerse ışın ikinci lifin arkasına kayacaktır (Volevich ve diğ., 1997).
 Doğal lifler eşit olmayan boyutlarda ve pürüzlü yüzeylere sahiptirler. Doğal liflerin
enine kesitleri lif boyunca değişiklik gösterir ve düzensiz enine kesit yapısına sahiptirler.
Doğal lifli yapılardan olan ışık yansıması bu nedenlerden dolayı oldukça dağınıktır. Düzgün
yüzeye sahip olmayan bu yapılardan olan ışık yansıması tüm yönlere dağılarak yansır. Bu
liflerin parlaklığı düşük ve bakış açısına bağlıdır (Christie ve diğ., 2000; Etters, 1997;
Ingamells, 1993).
 Sentetik liflerin yüzeyleri oldukça pürüzsüzdür ve bu yüzeylerden olan ışık yansıması
oldukça düzgün ve ayna benzeridir. Liflerin lif yüzeyinden olan ışık yansıma ve saçılma
durumları liflerin enine kesit şekline, liflerin uzunluk ve yerleşimine ve liflerin temas
yüzeylerine bağlıdır (Gabrijelčič, 2007). Pürüzsüz yüzeye ve üçgen (trilobal) enine kesite
sahip poliester lifleri yüksek yansıma değerlerine sahiptir (Yang ve diğ., 2003). Sentetik
liflerin enine kesit şekli ve çapları lif çekimi (ekstrüzyon) sırasında belirlenir ve aynı zamanda
lif özellikleri de kullanım alanına göre ayarlanabilir. Multifilament liflerin boyu sonsuzdur ve
eğirme işleminden sonra istenilen uzunluğa göre uygun boyutlara getirilir (Ingamells, 1993).
 Doğal liflerde olduğu gibi dağınık ışık yansıması renklerin daha ışıklı görünmesini
etkiler ve bu durum rengin daha az doygun görünmesine neden olur. Parlaklığı yüksek liflerin
kullanılması durumunda bakış açısına bağlı olarak ışık demeti göze ulaştığında görsel olarak
daha yoğun renk algılanmasına sebep olur. Bu durum ayna etkisi ve düzgün ışık yansımasının
sonucudur. Liflerden olan ışık saçılması eğirme çözeltisine aktif saçılma parçacıkları
eklenerek (titanyumdioksit vb.) arttırılabilir ve malzemenin görünümü daha az parlak ve mat
olur (Gabrijelčič, 2007).
 Işık ve lif arasındaki ilişkide önemli olan durumlardan birincisi, liflerin yerleşimi ve
liflerin birbiri ile ilişkisidir. Liflerin gelişi güzel yerleşimi tekstil malzemesinin rengini önemli
derecede etkiler. Filament liflerin renk görünümü büyük oranda bakış açısına bağlıdır. Çünkü Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 17, Sayı 1, 2012
97
ışık bu liflerin yüzeyinden düzgün olarak yansır. Kısa liflerde ise kısa liflerden olan gelişi
güzel yansımadan dolayı gözlemcinin algısı bakış açısına bağlıdır. Liflerin yüzey alanı
genişletildiğinde liflerin optik teması artar ve bu kumaş yüzeyinden olan saçılma miktarını
azaltır. Bu durum Kubelka - Munk eşitliğindeki (Eşitlik 1) saçılma katsayısının (S) azalması
ile tarif edilir ve renklilik değeri (K/S) artar (Morton, 1976; Gabrijelčič 2007). Opak (ışığı
geçirmeyen) malzemelerde renk biçimlenmesini ve görünümünü etkileyen üç parametre
absorbsiyon, saçılma ve yansımadır. Tekstil materyalleri gibi opak numunelerde yüzeyin ışığı
absorblama ve ışığı saçma özelliği ile bu yüzeyin üzerine düşen ışığı yansıtması arasındaki
ilişki Kubelka - Munk denklemi ile ifade edilir ve bu değerler boyanmış kumaşın maksimum
absorbsiyon (minimum reflektans) dalga boyunda ölçülür (Kubelka, 1948; Mc Donald, 1987;
Mc Laren, 1986). Bu parametrelerin arasındaki ilişki Eşitlik (1)’ de verilen Kubelka - Munk
eşitliği tarafından tanımlanmıştır.
 K/S = (1-R)2
 / 2R = A•c (1)
 Bu eşitlik, maksimum absorbsiyon dalga boyunda kumaşın ışığı absorblama katsayısı
olan absorbsiyon katsayısı K, kumaşın ışığı saçma katsayısı olan saçılma katsayısı S ve kumaş
yansıması (reflektans) R ‘den oluşmaktadır. K/S değeri bir nesnenin renkliliği (renk kuvveti)
olarak adlandırılır ve boyarmaddenin absorbsiyon katsayısı A (absorbans) ile boyarmaddenin
absorbsiyon konsantrasyonu c’ nin çarpımına eşittir. (Tilley, 2000; Mc Donald, 1997
 Lif enine kesit şekli yanında boyutu da oldukça önemlidir. Düşük yoğunluğa sahip lifler
genelde küçük enine kesite sahiptir. Sonuç olarak bu yapılar daha az ışık absorbe ederler,
ancak geniş lif yüzeylerinden dolayı daha fazla aktif saçılma yaparlar. Eşit miktarda
boyarmadde absorblamış ince ve kalın liflerin renginde görsel olarak farklılık meydana
gelmektedir. İnce lifler kalın liflerden daha parlak görünür ve aynı görsel etkiyi elde etmek
için daha fazla boyarmadde alımı gerektirir (Etters, 1997; Ingamells, 1993; Sasaki ve diğ.,
1993; Akgun ve diğ., 2007; Akgun ve diğ., 2008).
 Lif inceliği azaldıkça, liflerin kumaş yüzeyinde ayna benzeri efekt gösterdiği ve gelen
ışığın bir kısmının boyarmadde ile etkileşime girmeden geri yansıdığı bilinmektedir (Kobsa
ve diğ., 1993; Rubin ve diğ., 1994; Sasaki ve diğ., 1993; Akgun ve diğ., 2007; Akgun ve diğ.,
2008). İpliği meydana getiren her bir filamentin inceliği arttıkça kumaş yüzeyinden olan geri
yansıma da artmaktadır (Rubin ve diğ., 1994).
 Lif inceliğinin kumaş reflektansı üzerindeki etkisi incelendiğinde, lif yüzeyi üzerine
düşen ışığın belirli bir miktarını ortama geri yansıtır. Bu miktar lifin renginden bağımsız olup
toplam lif yüzey büyüklüğüne bağlıdır ve lif içinden dışarı çıkan geri yansımanın oranını
arttırır. Lif çapı azaldıkça tekstil materyallerinin görünen renk koyuluğu da azalır. Bu nedenle
ince liflerde düşük boya veriminin nedenlerinden biri lif inceliğine bağlı olarak ışığın lif
içinde aldığı yol uzunluğunun kısalmasıdır. Lif inceliğine bağlı olarak liflerin ışık absorbansı
incelendiğinde, boyanmış ince lif tutamlarında ışık yolunun kısa olması nedeniyle, lif inceliği
azaldıkça lif tarafından yapılan ışık absorbansı da azalmaktadır. Lifin iç tabakalarından dışarı
yansıyan ışık miktarı lif içinde bulunan ışığı absorblayıcı boyanın miktarına da bağlıdır.
Boyama koyulaştıkça lif yüzeyinden geriye yansıyan ışığın, lif içinden geriye yansıyan ışığa
oranı artar ve bunun sonucunda aynı miktar boyarmadde ile boyanmış ince lifler, kalın
liflerden renk olarak daha açık görünürler. Renk koyuluğu arttıkça bu durum daha belirgin
hale gelir. İplikler için yapılan benzer bir çalışmada tüm durumlar için aynı boya
konsantrasyonu dikkate alındığında, lif tutamındaki filament sayısı arttıkça lif tutamının
renginin, renk derinliğinin azaldığı görülmüştür (Nakamura ve diğ., 1995; Kobsa ve diğ.,
1993; Rubin ve diğ., 1994; Sasaki ve diğ., 1993). Akgün, M., Alpay, H.R. ve Becerir, B.: Kumaş Yapısal Parametreleri ve Reflektans İlişkisi
98
 Tekstil kumaşının optik görünümü lif inceliğinin yanında kumaşın yüzey yapısına da
büyük ölçüde bağlıdır. Eğer kumaş ince liflerden ve düz olarak dokunmuş ise yüzey ayna
benzeri etki gösterir ve daha fazla ışık yansıtır. Kumaş boyandığında kalın liflerden yapılmış
kumaşa göre daha soluk görünür. Kalın liflerden yapılmış kumaşlarda lifler arasındaki büyük
boşluklarda ışık pek çok defa ard arda absorblanır ve daha açık olan kumaş yapısı daha koyu
gibi görünür ve kumaşın rengi koyulaştıkça bu etki artar. Bu yüzden kalın liflerden yapılmış
bir kumaşın rengini ince liflerden yapılmış kumaşta elde etmek için kumaşta daha fazla
boyarmadde kullanılması gerekir. Teorik boya gereksinimi lif inceliği ile üstel olarak
değişmektedir (Jerg ve Baumann, 1996; Partin, 1991a; Partin, 1991b).
3.2. İplik Özelliklerinin Kumaş Reflektansı Üzerindeki Etkisi
İpliklerin görünümünü, özelliklerini ve yapısını tanımlayan parametreler; hammadde, lif
tipi ve enine kesit şekli, iplik tipi, numarası ve çapıdır. İplik liflerden oluşan doğrusal bir
tekstil formudur. Bundan dolayı lifler için tarif edilen tüm özellikler dolaylı olarak ipliklere
aktarılmaktadır. Bunun yanı sıra iplik yapısal parametreleri lifler arası ilişkilerden elde edilir.
Kumaşın renginin belirlenmesinde etkili olan iplik parametreleri; iplik tipi, iplik lineer
yoğunluğu, iplik bükümü, iplik çapı, renk parametreleri, tüylülük, eğirme tipi, rijitlik ve
kompaktlık, nem ve kimyasal madde absorbsiyonu şeklinde sıralanabilir (Adanur, 2001).
 Filament iplik sonsuz uzunlukta bir veya daha fazla filamentin birleşiminden
oluşmaktadır. Lifler iplik eksenine boyuna yönde oryante olduğu için ışık yansımasının yönü
ve saçılan ışık yoğunluğu büyük oranda lif tipi ve şekline bağlıdır. Eğrilmiş ve bükülmüş
iplikler içindeki lifler eğirme ve büküm işlemleri sırasında kısmen de olsa iplik eksenine
doğrusal olarak oryante olurlar. Bu oryantasyon eğirme işlemine ve büküm yoğunluğuna
bağlıdır (Gabrijelčič, 2007).
 Ring ve rotor eğrilmiş iki pamuk ipliği ele alındığında, ring iplik yüksek iplik
bükümüne sahiptir ve bundan dolayı bu ipliklerin görünümü daha parlaktır. Rotor iplik
uzunluk boyunca gelişi güzel konumlanmış ve yönlenmiş liflerden oluşur ve bunun
sonucunda ışık yansıması dağınık ve her yöne eşit değildir. İplik gruplarındaki kesit
farklılıkları ve rölyeflerden dolayı iplik tipine bağlı olarak ışık yansımaları farklılık
göstermektedir (Gabrijelčič, 2007).
 Liflerin ve ipliklerin yansıma özellikleri göz önüne alındığında, bunlar kumaşların
görsel görünümünü etkileyen başlıca faktörlerdir. İplikler genellikle paralel veya bükülmüş,
sıkı veya gevşek olarak çeşitli liflerin birleşmesi ile oluşur. Liflerin enine kesitleri çok
çeşitlidir. İplikler genellikle, klasik ve sonsuz uzunlukta küçük silindirler tarafından simüle
edilirler. İpliklerin yansıma formları, maskeleme ve gölgeleme durumları göz önüne alınarak
geometriye göre türetilir. İplik çok sayıda liften oluşur ve liflerin kesiti uzunlukları ile
karşılaştırıldığında çok küçüktür. Bu yoğunluk ışığı yapıda sadece tek bir kesit varmış gibi
(üçgen prizma gibi) yansıtır (Yang ve diğ., 2003)
İpliklerin reflektans özelliği kumaş yansımasının temelini oluşturur. Rovandi ve diğ.
(1995), Lawrence ve diğ. (1963) ve Motamedian ve diğ. (2003) tarafından yapılan
çalışmalarda, ipliklerin reflektans özelliklerinin tespitinde liflerin ve kumaşların geometrik
özellikleri göz önüne alınarak, ipliklerin reflektans analiz metodu sunulmuştur. Genel bir
model olarak bu araştırmada liflerin, eliptik iplik yüzeyi etrafında yerleştiği ve iplikten
yansıyan ışınların, liflerin yüzeylerinden yansıyan ışınlardan oluştuğu varsayılmıştır. Liu ve
diğ. (2006) tarafından yapılan çalışmada ipliklerden yansıyan ışınların değerlendirilmesinde
kullanılan iplik yansıma modelinde, iplik formları silindirik olarak kabul edilmiş ve iplik
yansıma dağılımının iplik merkezindeki liflerde daha büyük olduğu gözlenmiştir. İplikteki her
bir lifin yansıma aralığı farklıdır, çünkü her bir lif etrafındaki liflerden etkilenecektir. Gelen
ışın veya yansıyan ışının komşu lifler tarafından etkilenmesi söz konusudur. Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 17, Sayı 1, 2012
99
İplikte çap ve ışık yansıması arasındaki ilişki liflerde olan ilişki ile benzerdir. İplik
çapının kumaştaki renk algısı üzerinde ve iplik numarasının kumaş rengi üzerinde doğrudan
etkisi vardır. Kumaş yüzeyinde kesişen iplik sayısı arttıkça iplik boyutlarında meydana gelen
değişim kumaşın rengini etkilemektedir. Çift katlı bezayağı örgülü yapılarda görsel ve sayısal
renk analizi üzerinde yapılan bir çalışmada aynı iplik sıklığında, ince çözgü ve kalın atkı
iplikleri ile oluşturulan örgü tekrarlarında, atkı iplik renginin kumaşın toplam rengi üzerinde
oldukça baskın olduğu görülmüştür. Kumaşlardaki çözgü ve atkı ipliklerinin incelikleri her
zaman sabit değildir, aynı kumaş yapısında farklı numaralara sahip ipliklerde kullanmak
mümkündür. İplik numaralarındaki farklılık farklı renklere sahip kumaş çeşitliliğini de
arttırmaktadır. İplik enine kesiti lifli yapıların ara yüzey boşluklarının hava ile
doldurulduğunu göstermektedir. Bundan dolayı iplik sıkıştırılabilir ve esnek bir forma
sahiptir. Kumaş içinde iplik kesişimleri sırasında iplik eğilir ve sıkıştırılır ve bundan dolayı
kesit ve çap değişimi meydana gelebilmektedir. İplik çapı ipliğin kumaşın ön yüzünden arka
yüzüne geçtiği noktada çok küçük bir yer kaplar ve diğer iplik sistemi tarafından harekete
zorlanır. Kumaş ön ve arka yüzeylerinde ise basınç ve lifler arası sürtünmeler düşerek iplik
çapı yine eski haline gelerek denge durumuna geçer. Bu durum kumaşın görünümü, renk ve
tekstürüne etki eder. İplik içindeki lifler arasında boşluk miktarının yüksek olduğu durumda
kumaş içine dahil olan iplik yapısında meydana gelen boyut değişimi daha fazla olacağından
ipliğin toplam renginde meydana gelecek bir değişim kumaşı önemli oranda etkileyecektir.
İplik kesiti ve kumaşın yapısal parametreleri arasındaki bu ilişkiden dolayı iplik çaplarının
kumaş renk efekti üzerinde doğrudan etkisi vardır (Gabrijelčič 2007).
İplik bükümünün optik olarak önemi ise iplik katlarına verilen bükümün yönüne bağlı
olmaktadır. Büküm yönü iplik içindeki liflerin yerleşimini belirlediğinden, gelen ışık
yansımasının yönünü de belirlemektedir. Kısa lifli ipliklerde parlaklık, liflerin iplik ekseni
boyunca oryante olması sonucu, büküm sayısının artması ile artar. Yapısal özellik olarak
bükümsüz olan multifilament ipliklerde ise parlaklık, yüzeyden olan ışık saçılmasının
artmasından dolayı ilave olarak verilen büküm ile azalır. İplikler bükümleri bakımından
bükümsüz veya minimum bükümde, S veya Z yönlü bükümlü iplikler olarak gruplandırılırlar.
Büküm yönü gelen ışık yansımasının yönünü etkiler. Bu durum kumaş içindeki ipliklerin
yerleşimi ve örgü yönü ile daha çok belirginleştirilir. Liflerin lineer yoğunluğu ve çapı
birbirine bağlı iki iplik parametresidir. Lineer yoğunluğun artması ile ortalama iplik çapı ve
sonuç olarak da kesişen yüzey alanında artış meydana gelmektedir. Ancak ipliğin kompaktlığı
göz önüne alındığında oldukça yüksek ortalama çapa sahip hacimli iplikler düşük lineer
yoğunluğa sahiptirler (Gabrijelčič, 2007).
 Çözgü ve atkı iplik sıklıkları birim uzunluktaki iplik sayısı ile belirlenir. Bu parametre
kumaşların mekanik ve fiziksel özellikleri üzerinde önemlidir. İplik sıklıkları kumaş örgüsü
ile ilişkilidir ve yüzeydeki ipliklerin yoğunluğunu belirler. İplik sıklıkları arttıkça bu ipliklerin
renk etkisi ve/veya rölyef yoğunluğu da artar. İplik sıklığı değeri büyük oranda ipliklerin
lineer yoğunluğu ve örgüye bağlıdır. İplik kalınlığı arttıkça ipliklerin kumaş yapısında
kapladığı alan artar ve birim uzunluktaki ipliklerin sayısı azalır. İplik sıklıkları dokuma işlemi
sırasında ve sonrasında önemli ölçüde değişmektedir. İplik sıklıklarının kumaşın nihai
görünümü üzerindeki etkisini tahmin etmek için dokuma işlemi sonrasında relakse olmuş
kumaş üzerinde ölçümler yapılarak çeşitli değerlendirmeler yapılabilmektedir. Örgü ve iplik
sıklıkları arasındaki ilişkinin tanımlanması biraz karmaşık olup, genelde, çözgü ve atkı
ipliklerinin kumaştaki kesişme sayısı arttıkça iplik sıklıklarının azaldığı belirtilmektedir.
Çözgü ve atkı ipliklerinin kesişme noktalarındaki iplik durumları kumaşın ön yüzeyinden arka
yüzeyine doğru yer değiştirmesi şeklinde olmaktadır. Bu durumda iplikler diğer iplik
sistemindeki ipliklerin arasındaki boşluklardan geçmekte ve onlarla geniş yüzeylerde temas
etmektedirler (Gabrijelčič, 2007). Akgün, M., Alpay, H.R. ve Becerir, B.: Kumaş Yapısal Parametreleri ve Reflektans İlişkisi
100
İpliğin lifli ve pürüzlü yapısı temas noktalarında yoğun sürtünme kuvvetleri meydana
getirir. Bu durum ipliklerin kayma ve hareketini önler. Sürtünme kuvveti ve ipliklerin
gerilimleri arasında bir denge kurulur. Bezayağı örgülü yapılarda iplikler ard arda kesişim
yaptığından dolayı iplik sıklıkları dimi veya saten örgülü yapılara göre daha düşük
olmaktadır. Geniş tekrarlı saten ve panama örgülerde yüksek iplik yüzmelerinden dolayı
ipliklerin üst üste gelmesi mümkün olup, bu durum ilave olarak iplik sıklıklarının artmasına
neden olmaktadır (Gabrijelčič, 2007).
 Aynı çözgü ve atkı numarasında ve aynı iplik sıklıklarında oluşan dokuma kumaşlar
kare yapılı dokuma kumaşlardır. Böyle bir yapıda kumaşın mekanik ve fiziksel özelliklerinde
iki iplik sistemi de benzer etki edeceklerdir. Ancak ipliklerin kumaş yüzeyi üzerindeki
etkilerinin derecelerini tahmin edebilmek için aynı zamanda örgü yapısı da dikkate
alınmalıdır. Aynı kumaş yapısında çözgü ve atkı iplik sıklıklarını değiştirmek için özel
teknikler kullanılmaktadır. Bu durum farklı tipte çözgü iplik tarakları ve atkı regülatörü
kullanılarak elde edilmektedir. Bu durumda atkı ve çözgü iplikleri bazı noktalarda daha yoğun
bazı noktalarda daha seyrek olabilmektedir. Bu durumda belirgin renk veya örgü efektleri
gözlenmektedir (Gabrijelčič, 2007).
3.3. Kumaş Özelliklerinin Kumaş Reflektansı Üzerindeki Etkisi
3.3.1. Örgü Yapısının Etkisi
 Örgü, çözgü ve atkı ipliklerinin kesişimlerini belirlemektedir. Örgü tekrar boyutu, çözgü
ve atkı ipliklerinin kesişim noktalarının oranı, sayısı ve dağılımı ve onların birleşimi (oryante
ve oryante olmayan örgüler), yüzme uzunluğu, özel tekstür efektleri ve renkli yüzeylerin
boyutu ve düzenlenmesi gibi parametreler kumaş yapısının yansıma, renk ve rölyefli yapısını
etkilemektedir (Adanur, 2001; Gabrijelčič, 2007). Örgü tekrarının boyutu, ard arda gelen
çözgü ve atkı ipliklerinin kesişim noktalarının en küçük birimini belirler. Böyle bir tekrarlı
yapının en küçük boyutu 2x2 (bezayağı örgü) örgü yapısıdır. Çözgü ve atkı ipliklerinin
kesişim oranı, her bir iplik sisteminin tüm renk etkisi üzerindeki etkisini belirler. Bu oranın
temelinde örgüler homojen örgüler (çift taraflı örgüler), çözgü efektli örgüler ve atkı efektli
örgüler olmak üzere üç gruba ayrılır. Homojen örgülerde, birim tekrar eden raporda aynı
sayıda çözgü ve atkı kesişim noktası vardır. Bu durum çözgü ve atkı rölyef ve kumaş
görünümü üzerindeki renk efektinin etkisinin aynı olduğu anlamına gelir. Bu tür örgülere
bezayağı, panama, rib ve çift taraflı güçlendirilmiş dimiler verilebilir. Tek taraflı örgüler, bir
tek iplik sisteminin yüzeyde baskın olduğu örgü yapılarıdır. Çözgü efektli örgülerde, çözgü
iplik kesişim noktalarının yüksek olmasından dolayı çözgü ipliklerinin tekstürü ve rengi
kumaş yüzeyinde etkindir. Benzer şekilde, atkı efektli örgülerde atkı ipliklerinin tekstürü ve
rengi kumaş yüzeyinde etkindir. Bu tür örgülere çözgü ve atkı dimi ve satenleri ile diğer
kompleks yapılı örgüler verilebilir (Gabrijelčič, 2007).
 Çözgü ve atkı ipliklerinin kesişim noktalarının dağılımı kumaş yüzeyi üzerindeki renk
ve rölyef durumlarını etkiler. Çözgü ve atkı iplikleri örgüye rölyef ve renk karakteristikleri
verir. İplik kesişim noktalarının farklı şekillerde kümelenmesi ile farklı boyuta sahip renk
yüzeyleri elde edilir. En küçük boyutlu yüzeyler, izole edilmiş kesişme noktaları durumunda
görülür. Çünkü burada kesişim noktaları arasında geniş temas yüzeyleri yoktur. Örneğin
Kesişim noktalarının üst üste gelmesinden dolayı sadece belirli ipliğin yüzeyde olduğu
durumda (panama vb.), kumaş yüzeyinde renk ve rölyef efekti artar (Gabrijelčič, 2007).
 Kumaş yüzeylerinin optik olarak algılanmasında üniform, düzgün ve geniş kesitlerin
algılanması daha hızlı ve kolay olmaktadır. İpliklerin kesişim noktalarının kumaş içindeki
yerleşimi de önemli bir parametredir. İplik kesişimleri kumaşta S veya Z yönlü olarak ya da
farklı eğim açılarında olabilir. Optik olarak bu tarz örgüler özeldir, çünkü renklerin Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 17, Sayı 1, 2012
101
algılanması bakış açısına bağlıdır ve gelen ışık örgüdeki ipliklerin yerleşimine bağlı olarak
düzgün yansır. Dimi ve saten gibi örgülerde bakış açısının farklı olması kumaş parlaklığının
farklı algılanmasına sebep olur. Yönlü olmayan bezayağı ve panama gibi örgülerde ışık
yansıması taneli (granüler) tekstür yapısından dolayı dağınıktır ve bakış açısına bağlı değildir.
Örgü yönünün önemi aynı zamanda ipliklerin büküm yönüne de bağlıdır. İplik ve örgü
yönünün aynı olması durumunda iplikler mümkün olduğunca birbirine yaklaşır ve kumaştaki
oryantasyon etkisinin önemi azalırken, iplik bükümü ve örgü yönünün birbirine zıt olması
durumunda iplikler birbirleri ile uyum içinde dağılırlar (Gabrijelčič, 2007).
 Dokuma materyallerden düzgün olmayan dağınık yansıma ve yüzey saçılma durumunun
teorik olarak dokuma yapısı içinde ipliklerin yaklaşık olarak sinüsoidal formda olmasından ve
iplik yüzeyinden olan yansımanın ipliğin en tepe noktasında olmasından kaynaklandığı
düşünülmektedir. Ayna benzeri reflektansa sahip ipliklerle dokunan orta derecede düz
dokumalar düzgün olmayan dağılma pikleri ve yüzey saçılması gösterirler. Dokuma yapısı
içindeki ipliklerin aldığı geometrik sinüs dalga modeli sonucunda ipliğin aldığı
konumlanmadan kaynaklanan tepelerde düzgün olmayan yansımalar meydana gelmektedir
(Pont ve diğ., 2003).
 Kumaşın bu yapısal parametreleri kumaşın bazı mekanik ve fiziksel özellikleri gibi
kumaşın renk efekti de dokuma kumaş yüzeyindeki ipliklerin atlama uzunluklarına bağlıdır.
İplik sıklıkları yüzen ipliklerin uzunluğu ile yakından ilişkilidir. Yüzme yoğunluğu arttıkça
yüksek sürtünmeden dolayı yüksek sıklık değerlerinin elde edilmesi zorlaşır. Bezayağı
örgüde, çözgü ve atkı kesişim noktaları yüzeyde yer değiştirir. Böylece düşük iplik sıklığına
sahip kumaşlar meydana gelmektedir. Örneğin sekizli satende yedi iplik üzerinden yüzme
yapılır ve böylece oldukça yüksek iplik sıklıklarına sahip kumaşlar elde edilir. İplik yüzmesi
veya atlaması tekstil alanında çözgü ve atkı ipliklerinin diğer iplik sisteminde birden fazla
ipliğin üstünden geçerek atlama yapması olarak tanımlanır. Yüzen iplik uzunluğuna bağlı
olarak kumaşın mekanik ve fiziksel özellikleri incelendiğinde yüzme azaldıkça kumaşın
kompaktlığı artar, mekanik ve fiziksel özellikleri iyileşir. Ancak diğer yapısal
parametrelerinde göz önünde bulundurulması gerekmektedir (Gabrijelčič, 2007).
 Opak cisimler, üzerine gelen ışığı diğer tarafa geçirmeyen yapılardır. Materyalin üzerine
düşen ışık enerjisinin bir kısmı yüzeyde ve içinde absorblanırken bir kısmı da ortama geri
yansır. Ortama geri yansıyan bu ışık yüzey tarafından absorblanan enerjiyi içermez ve
gözlemci tarafından renk olarak algılanır. Ölçüm yapılan opak cismin yüzeyi pürüzsüz ise
yüzeyden hem düzgün ışık yansıması hem de dağınık ışık yansıması olacaktır. Düzgün
yansıyan ışık dalga boyundan bağımsızken, dağınık yansıyan ışık opak malzemenin
absorbsiyon ve ışığı saçma karakteristiklerine ve malzeme içindeki mevcut renklendiricilerin
parçacık büyüklüğü ve dağılımına bağlıdır. Genel olarak hem düzgün, hem de dağınık ışık
hem aydınlatma hem de gözlem şartlarıyla değişiklik gösterir. Tekstil materyallerinin yüzey
özellikleri life, lifin matlığına, ipliğin bükümüne ve kumaşın yapısı ve örgüsüne bağlıdır
(Becerir, 1998).
İpliklerin yüzme uzunlukları kumaşın yansıma, renk ve rölyef alanını etkiler. İpliğin
kumaşın ön ve arka yüzündeki atlama uzunluğu arttıkça bu ipliğin etkisi daha çok
belirginleşir ve bu yapılar üzerinde ışığın etkisi daha farklı olmaktadır. Bezayağı kumaşlar,
kumaş yapısındaki çözgü ve atkı kesişim noktalarının maksimum olmasından dolayı düşük
parlaklığa sahip kumaş yapıları olarak tanımlanır. Bu kumaş yüzeyinin tanecikli yapısından
dolayı ışık dağınık olarak, yani tüm yönlere doğru yansır. Saten kumaşlarda, kumaştaki
kesişim noktalarının özel dağılımı ve yüksek atkı ve çözgü yüzmeleri sonucunda belirli bir
yönde paralel olarak yönlenmiş ipliklerden olan düzgün ışık yansımasından dolayı yüksek
parlaklık elde edilir. Bu oluşumdan dolayı bezayağı kumaşın görünümü bakış açısına bağlı
değilken, saten örgünün görünümü bakış açısına bağlı olarak farklılık gösterir (Gabrijelčič, Akgün, M., Alpay, H.R. ve Becerir, B.: Kumaş Yapısal Parametreleri ve Reflektans İlişkisi
102
2007). Kumaşların parlaklık dereceleri örgü ile ilişkili olup bezayağından saten örgüye doğru
gidildikçe artmaktadır (Shin ve diğ. 2005).
 Yapıyı oluşturan ipliklerin rengi göz önüne alındığında, aynı renkli çözgü ve atkı ipliği
ile dokunan tek renkli kumaşların renginin yapıyı oluşturan ipliklerin rengi ile benzer olduğu
düşünülebilir. Bu kumaş yapılarında, kumaşın yapısal parametreleri (iplik numarası, sıklık,
örgü vb.) değiştirilerek optik ve ışık etkisinden faydalanarak değişik örgü efektleri elde edilir.
Farklı yönlerde olan ışık yansıması ve kumaş yüzeyinden olan farklı yoğunluklardaki ışık
saçılmaları, kumaş hacminin ve tekstürünün farklı algılanmasını sağlar. Örgü efektli
kumaşlarda ışık yansımasının değişimi örgünün tipine bağlıdır (Gabrijelčič, 2007).
3.3.2. Gözenekliliğin Etkisi
İplikler arası boşluklar yani gözenekler kumaşın önemli bir parametresidir. Kumaş renk
algısı üzerinde kumaş yüzeyindeki kümelenmiş ipliklerin renk alanlarının boyutu ve
düzenlenişi kadar iplikler arası boşlukların düzenlenişi de önemlidir. Bu gözenekler hava ve
su geçirgenliği, kumaş kompaktlığı, ısı izalosyonu ve kumaş geçirgenliği gibi kumaş
özelliklerine de etki eder (Gabrijelčič, 2007).
 Yansıma ve renk bakımından kumaş geçirgenliği çok önemlidir. Kumaş yapısının rengi
iplikler arası gözeneklerden geçerek arka zeminden yansıyan ışığın durumuna da bağlıdır ve
bundan dolayı gözeneklilik kumaşın rengine etki eden bir parametredir. Kumaş gözenekliliği
kumaşın yapısal parametrelerine bağlıdır ve sadece çok sıkı (kompakt) kumaş yapılarında
elimine edilebilir. Ancak farklı kumaş oluşumuna sahip kumaşlarda rengin spektrofotometrik
ölçümlerinde bu oluşumun tüm renk üzerinde önemli bir etkisinin olduğu kanıtlanmıştır. Bu
özel durumlarda kumaşın reflektans durumunun incelenmesi kumaşın renk analizinde önemli
olmaktadır (Gabrijelčič, 2007).
 Farklı yapısal parametrelere sahip kumaş yapılarında iplikler arası boşluklar boyut,
şekil, hacim bakımından farklılık gösterirler. Ayrıca iplikteki lifler arası gözeneklilikte göz
önüne alınmalıdır. Gözeneklerin boyutu kumaştaki iplik çapı ve iplik sıklığına önemli
derecede bağlıdır. İplik sıklığı ve kalınlığı arttıkça, kumaştaki gözenek boyutu küçülür. Örgü
tipi iki iplik sistemindeki her bir ipliğin temas yoğunluğunu belirler. Bu şekilde iplikler
arasındaki boşlukların yüzeyleri belirlenmiş olur ve bu durum kumaşın şekli ve görünümü
üzerinde de etkilidir (Gabrijelčič, 2007).
 Gelen ışık kumaş ile temas ettiğinde sadece kumaş yüzeyinde kalmayıp aynı zamanda
üçüncü kumaş boyutu olan derinliğe doğru geçer. Işık parçaları kumaşın iç boşluklarına doğru
ilerler ve yüzeyin yansıma etkisi azalır, bu duru