Boyama İşlemi ve Renk Ölçümü

Konu Anlatımı

Boyama İşlemi ve Renk Ölçümü

Boyama işlemi, kumaşın lifleri arasına renk verici maddelerin bağlanmasıdır. Boyanın kumaşta kalıcı olması, lifin yapısına ve boya molekülünün büyüklüğüne bağlıdır; yün, pamuk ve selüloz lifleri aynı boyayı aynı biçimde bağlamaz. Doğru bir boyama için üç şey doğru olmalıdır: boya formülü, banya oranı (denko) ve sıcaklık-zaman programı. Bu konuda bu üçünün hesabını, yıkama ve kurutma adımlarını ve renk ölçümünü sayısal örneklerle ele alacağız.

Bu derste ne öğreneceğiz?

Bu derste boya formülünün bileşenlerini tanıyacak, banyo hacmini kumaş kütlesine göre (denko) hesaplayacaksınız. Boya miktarını yüzde oran olarak ifade edip kumaş kütlesinden gram cinsine çevirebilecek, yardımcı kimyasalların miktarını gram litre başına hesaplayacaksınız. Boyama sıcaklığı ve zamanının neden belirli aralıklarda tutulduğunu açıklayabilecek, yıkama ve kurutma adımlarını uygulayabileceksiniz. Ayrıca renk ölçümünde kalitatif ve kantitatif değerlendirmeyi ayırt edecek, renk farkı değerini yorumlayarak kabul ya da ret kararını gerekçelendirebileceksiniz.

1. Ön Bilgi: Boya Nedir, Boya Formülünde Neler Vardır?

Boya formülü üç bileşenden oluşur: renk verici madde, yardımcı kimyasal ve su. Renk verici madde lifin içine ya da yüzeyine bağlanır. Boya; reaktif, direkt, asitli, kükürt ve dispers boya gibi sınıflara ayrılır ve lif tipine göre seçilir. Reaktif boyalar selüloz liflerine kimyasal bağla bağlanır ve yıkama dayanımları yüksektir.

Yardımcı kimyasallar boyanın çözünmesini, dağılmasını ve lifin ıslanmasını sağlar. En sık kullanılanlardan biri sodyum sülfattır; suyun sertliğini giderir ve boya moleküllerinin dağılmasını kolaylaştırır. Sodyum karbonat pH'ı yükselterek lifin boyayı almaya uygun hâle gelmesini sağlar. Bu iki madde renk verici değildir, ancak boyama sonucunu doğrudan etkiler.

Formül mutlaka yazılı olmalıdır. Yazılı formülde kumaş kütlesi, boya oranı, banya oranı, sıcaklık programı ve süre bulunur. Böylece aynı parti ikinci kez üretildiğinde aynı sonuç alınır. Sözlü tarifle boyama yapılan işletmelerde parti partisi renk farkı çıkar; bu fark müşteri şikâyetinin en yaygın nedenidir.

2. Denko: Banyo Oranının Hesabı

Denko (banyo oranı), boya banyosundaki litre miktarının kumaş kütlesine oranıdır: denko = banya suyu (litre) / kumaş kütlesi (kg). Denko genellikle 1: 5, 1: 8 gibi değerlerle yazılır. Kumaş kütlesi 8 kg ve banya suyu 40 litre ise denko 40 / 8 = 5 olur, yani 1: 5 olarak ifade edilir.

Denko küçükse kumaş serbest kalır, hareketi kolaydır; denko büyükse kumaş birbirine değer, kıvrılma ve topaklanma olabilir. Koyu renklerde boya miktarı fazla olduğu için daha büyük denko, açık renklerde ise daha küçük denko tercih edilir. Kumaşın gramajı da denkoyu etkiler; ağır kumaşta su hareketi zorlaşır.

Banya hacmi, kumaşın geçirgenliğine göre de kontrol edilir. Çok sık dokunmuş kumaşta su kumaşın içine tam girmez; banyo tamamen dolmamışsa kumaşın bir bölümü boyanmaz ve lekeli görünür. Bu nedenle banya hazırlanırken kumaşın serbestçe hareket edebildiği ve suyla tamamen ıslanabildiği görülmelidir.

3. Boya Miktarı Hesabı

Boya miktarı, kumaş kütlesine göre yüzde oranla ifade edilir ve buna ağırlık üzerine boya oranı denir. Hesap şöyle yapılır: boya miktarı = gram cinsine çevrilmiş kumaş kütlesi × boya yüzdesi / 100. Kumaş kütlesi 8 kg yani 8000 gram olduğunda ve boya oranı yüzde 2 olduğunda gerekli boya miktarı 8000 / 100 × 2 = 160 gram olur. Bu miktar, banyo hacmine göre gram litre başına da yazılır.

Konsantrasyon, boya miktarının banya hacmine bölünmesiyle bulunur: boya konsantrasyonu = boya miktarı / banya hacmi. 160 gram boya 40 litre banyoya konduğunda konsantrasyon 160 / 40 = 4 gram/litre olur. Bu değer boya çözünme sınırınınün altında olmalıdır; aksi hâlde boya çözünmeden dibe çöker ve leke oluşur.

Yardımcı kimyasallar da aynı mantıkla hesaplanır. Sodyum sülfat 10 gram/litre kullanılacaksa 40 litre banyoda gereken miktar 10 × 40 = 400 gramdır. Sodyum karbonat 1 gram/litre ise 40 litre banyoda 40 × 1 = 40 gram gerekir. Bu hesaplar boya formülü tablosuna gram olarak yazılır ve tartım listesi bu değerlere göre hazırlanır.

4. Boyama Sıcaklığı, Zaman ve Program

Boyama, kumaşın belirli bir sıcaklıkta belirli bir süre tutulmasıyla gerçekleşir. Sıcaklık arttıkça boya moleküllerinin hareketi artar ve lifin içine daha kolay girer; ancak çok yüksek sıcaklık life zarar verir ve renk koyulaşır. Bu nedenle programlı ısıtma kullanılır: kumaş önce serin suda bekletilir, sonra yavaşça ısıtılır ve hedef sıcaklıkta süre tutulur.

Tipik bir programda kumaş 30 °C'de yıkanır, ardından 60 °C'ye yavaşça getirilir ve bu sıcaklıkta 45 dakika tutulur. Süre, boya sınıfına ve lif tipine göre değişir. Hızlı boyamada süre kısalır ama banyo oranı artar; iki yöntemin sonucu aynı olsa da işlem parametreleri farklıdır. Bu yüzden program değiştirildiğinde formül de gözden geçirilir.

Boyama bittikten sonra yıkama yapılır. Yıkamanın amacı kumaş yüzeyine bağlanmamış boya ve kimyasalları uzaklaştırmaktır. Yıkamada soda ilave edilir ve yumuşatıcıyla işlem tamamlanır. Yıkama suyu atık su ölçümüyle izlenir; suyun rengi normale dönene kadar yıkama sürer. Yıkamadan sonra kumaş kurutulur; kurutma sıcaklığı lif tipine göre seçilir.

5. Boya Tutma ve Kopuş

Boya tutma, kullanılan boyanın ne kadarının kumaşta kaldığını yüzde olarak ifade eden değerdir. Kumaştaki boya miktarı laboratuvarda ölçülür ve kullanılan boya miktarıyla karşılaştırılır: boya tutma = kumaştaki boya miktarı / kullanılan boya miktarı × 100. 160 gram boya kullanılıp kumaşta 152 gram boya ölçülmüşse tutma 152 / 160 × 100 = 95 yüzde olur.

Düşük boya tutma yaşar, aşırı tutma ise elde çıkan rengi koyulaştırır ve kumaşı sertleştirir. Bu nedenle hedef tutma değeri önceden belirlenir ve tutma oranı raporlanır. Tutma; lif tipine, ön işleme (mercerizasyon), banyo oranına ve sıcaklığa bağlıdır, bu yüzden boyama formülü değiştiğinde tutma da yeniden ölçülür.

Kopuş (migration), kumaşın bir bölgesinde biriken boyanın başka bir bölgeye geçmesidir. Özellikle iki renkli ya da farklı boya oranlı kumaşlarda kurutma sırasında görülür ve işlek kumaşta sonuç lekelenmedir. Kopuşu önlemek için kumaş serbest bırakılır, düşük sıcaklıkta kurutulur ve kurutma başında yavaş hareket ettirilir. Kurutma hızlandırılırsa kopuş riski artar.

6. Renk Ölçümü ve Değerlendirme

Renk ölçümü iki düzeyde yapılır. Kalitatif değerlendirmede göz ve gün ışığı altında kumaşlar yan yana konularak karşılaştırılır; bu yöntem hızlıdır ama kişiye bağlıdır. Kantitatif değerlendirmede renk ölçer kullanılır; cihaz rengi sayısal değerlere çevirerek raporlar. Işıklandırma, gözlemcinin durumu ve ortam ışığı kalitatif değerlendirmeyi etkiler.

CIELAB sisteminde renk üç değerle ifade edilir: L (aydınlık, 0 ile 100 arası), a (kırmızı yeşil ekseni, pozitif kırmızıya) ve b (sarı mavi ekseni, pozitif sarıya). Bu sistem algısal düzdür; yani sayısal fark, gözün algıladığı farkı yansıtır. Aynı aydınlıkta ama farklı a ve b değerleri olan iki numune gözle ayırt edilemeyebilir, cihazla ayırt edilir.