朱元昭,趙亞楠,王懷芳，汪 青

(中原工學院，河南鄭州 450007)

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電腦測色配色在印染中的應用及發(fā)展趨勢

朱元昭,趙亞楠,王懷芳，汪 青

(中原工學院，河南鄭州 450007)

電腦測色配色系統(tǒng)的應用將顏色信息數(shù)字化，克服了外界測量因素及人為的影響，建立了國際統(tǒng)一標準的顏色質量評價體系，提高了生產(chǎn)效率。介紹了計算機測色配色系統(tǒng)的原理及其在印染打小樣系統(tǒng)中的應用，并對未來進行了展望。

測色配色 修色 打小樣 生產(chǎn) 應用

從古至今，紡織品染色主要是以人工配色的方法，耗時耗力，配色人員的經(jīng)驗水平對實驗結果的影響很大。現(xiàn)如今個性化小批量的產(chǎn)品日益增多，且對產(chǎn)品的質量要求越來越高，單純依靠人力已不能滿足大生產(chǎn)的需要。電腦測色配色技術的應用將顏色信息數(shù)字化，并建立了國際統(tǒng)一標準的顏色質量評價體系，電腦測色配色技術順應時代的潮流，在紡織行業(yè)的應用越加廣泛，其克服了外界測量因素及人為的影響，能夠對實驗結果做出快速的反應及分析，提高了數(shù)據(jù)的準確性，并能夠長期保存實驗結果，方便后續(xù)調用，大大的提高了生產(chǎn)的高效性及實用性，增強了產(chǎn)品研發(fā)能力[1-3]。

1 計算機測色配色技術的原理

計算機測色配色系統(tǒng)以庫貝爾卡—芒克(Kubelka-Munk)理論為光學理論依據(jù)，其包括軟件和硬件兩部分，軟件系統(tǒng)如Datcolor SF600X測色系統(tǒng)、Xrite I Match Standard測配色軟件，可以在不同的光源條件下測定織物的白度、黃度、Lab值、K/S值、吸收率及反射率等；硬件系統(tǒng)主要是由光源、分離單色光器和光電檢測器組成的分光光度測色儀。測色配色工作原理是通過光源發(fā)射的光線照射在樣品上，而反射光被三棱鏡或光柵分離后計算成不同波長的反射光，電腦配色測色系統(tǒng)以此反射光來進行計算。具體來講，測色配色系統(tǒng)以織物單位厚度的吸光率K 和單位厚度的漫反射率S 為中介將測得的反射比值與色料濃度聯(lián)系起來，并假設在色料混合物中以K 和S 的加和性來表征各色料在混合時的光學行為[4-5]。

K/S=(1-Rλ)2/2Rλ

(1)

其中：K為織物對光的吸收率，S為織物對光的漫反射率，R為反射率(%)，λ為波長(nm)。

假定每個染料分子對光的吸收和散射是相同的，則K/S值應與染料濃度成正比。對染色織物而言，染料相對織物的數(shù)量很少，故可認為散射作用全由紡織材料所致，而與染料無關[5]：

K/S=Kλ×C

(2)

其中Kλ為比例系數(shù)，C為染料濃度(%)

一塊用n只染料染色的織物，拼色樣品吸收光線的性能是各只拼混染料(1-n)的吸收光線性能之總和[6-7]。即

(3)

其中m代表混合物，w為坯布，i=1,2，… n代表各種染料

將(2)和(3)聯(lián)立得

(4)

對于每種染料，當染料用量在一定范圍時，K/S值與染料濃度C成線性關系，K/S值與C的曲線如下頁圖1。

圖1 理論K/S值與C的曲線

但實際上，各種染料在混合時必定會相互作用，導致結果并不完全符合線性關系。所以，需要在此配色數(shù)學模型的基礎上對配方進行修正。將大量生產(chǎn)實踐中積累的相似配方按某種算法形成修正系數(shù)進行修正?？晒﹨⒖嫉呐浞皆蕉?，修正效果越好。

2 計算機測色配色技術的應用

2.1 計算機測色配色技術在印染打小樣系統(tǒng)中的應用

在實際的打小樣系統(tǒng)中，預先通過計算機測色配色系統(tǒng)建立染料基礎信息數(shù)據(jù)庫，當接到客戶來樣后，首先對來樣進行測色，然后系統(tǒng)自動給出預測配色，通過系統(tǒng)自動檢驗功能與配色實驗結果對比，根據(jù)偏差對色樣進行合理修正，一般數(shù)據(jù)庫需修正兩次以上，有經(jīng)驗的師傅根據(jù)測色配色系統(tǒng)可以很輕松的打出符合要求的小樣，完成配色。

圖2 電腦測配色流程

2.1.1 基礎數(shù)據(jù)庫的建立

基礎數(shù)據(jù)庫包括染料數(shù)據(jù)庫及配方數(shù)據(jù)庫。染料數(shù)據(jù)庫的建立應根據(jù)染料和織物的特性，選擇合適的染色工藝進行染色，染料用量應從淺色系到深色系，每個色系分配6-16個濃度梯度，染料濃度范圍略大于實際生產(chǎn)的最大值，且應以相同的染色條件制備空白染色織物。

系統(tǒng)會根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對染料基礎數(shù)據(jù)庫進行自動檢測，還需根據(jù)反射率R與波長λ的曲線圖、K/S與濃度C的線性關系及配色實驗的成功率評價數(shù)據(jù)庫的準確性。如果存在偏差，需要對異常色樣進行修正，直到符合要求。

但以染料基礎數(shù)據(jù)庫為依據(jù)計算配方，難免存在偏差，準確率不高，因此單獨建立配方數(shù)據(jù)庫十分必要。企業(yè)只需要把實際小樣的詳細信息錄入系統(tǒng)并儲存起來，即可方便快速找到與來樣相近的配方，避免過分依賴師傅，極大的提高了配色的效率和準確性。

2.1.2 測色

在實際生產(chǎn)中往往需要對顏色品質進行評定，而人眼觀察往往受到觀察者等的限制，計算機測色配色技術很好的解決了人為因素及外界光源的影響。利用計算機測色往往需要選擇標準光源(如D65、UV、CWF、TL84)、合適的測色孔大小及色差DE評價標準(CIELab或CMC(2:1))，每次測色前需對測色配色儀進行校準，測量時需將樣品折疊4-8層，并保證色樣平整以使其能完全將測量孔覆蓋，一般需測量三次取平均值。通過計算機測色，可以準確反映樣品的吸收率、反射率、三刺激值及得色量等信息，通過對標準樣和批次樣的測量，能夠準確反映兩個樣品間的色差，測得的數(shù)據(jù)可以存儲入配方庫，方便后續(xù)的配色修色工作順利進行。

2.2 繪制仿真寶塔圖

為了便于配色工作的順利完成，在實際的化驗室打樣過程中，往往還需要繪制三種顏色拼色寶塔圖，以確定三種顏色的可拼色范圍，再結合測色配色系統(tǒng)給出的配方，便很容易找出所需顏色的配方。但實際繪制寶塔圖過程費時費力，需要做大量的實驗，染制幾十種不同濃度拼色樣品并裁剪粘貼(如圖3)，利用計算機測色配色系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)庫及計算機的高速計算配色功能，只需輸入三種染料及其用量等信息，就可以輕松的繪制出仿真寶塔圖，代替費時費力的人工制作，對配色工作的順利完成極具參考作用[8-9]。

圖3 染料0.8%的拼色寶塔圖

計算機測色配色系統(tǒng)的應用范圍相當廣泛，除了上述在印染打小樣系統(tǒng)中的應用及繪制仿真拼色寶塔圖外，還有諸如活性染料吸色固色率曲線、滴液系統(tǒng)的應用及熒光度的測量等，隨著計算機測色配色系統(tǒng)功能的不斷完善，其在行業(yè)內的認可度也越來越高，提高了打樣效率和準確性，極大的帶動了印染行業(yè)的發(fā)展。

3 計算機測色配色技術的未來展望

隨著人民生活水平的提高，人們對于產(chǎn)品質量的要求越來越高，而顏色差異會直接影響到產(chǎn)品的質量等級。在生產(chǎn)中確保同一批次的產(chǎn)品顏色一致至關重要，而計算機測色配色系統(tǒng)克服了外界因素及人眼觀察的影響，提高了產(chǎn)品質量，但是現(xiàn)在國內使用的測色配色系統(tǒng)多為離線式，配方預測準確度有待提高，容易受測試環(huán)境等的影響，無法及時獲得生產(chǎn)線上產(chǎn)品的顏色信息，僅靠有經(jīng)驗的師傅肉眼觀察很容易出現(xiàn)偏差，既浪費了人力又容易造成浪費。

在線式測色配色系統(tǒng)可以有效的解決這些問題，在線式測色配色系統(tǒng)是指將測色配色儀安裝在生產(chǎn)線上，產(chǎn)品不用離開生產(chǎn)線，生產(chǎn)也不用因此停止，可以遠程實時監(jiān)控產(chǎn)品的顏色信息，及時反饋顏色異常信息，便于及時調整染液參數(shù)，極大的提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質量，減少了產(chǎn)品的浪費[10]。在線式測色配色系統(tǒng)在國外已廣泛應用，而在國內卻因價格等問題鮮有應用，隨著國內研究的不斷深入，在線式測色配色系統(tǒng)的應用會越來越普及，同時，如何減小測試環(huán)境等的影響，提高配方預測的準確性也有待進一步研究。

[1] 關穎，王建明，等. 電腦測色配色系統(tǒng)在紡織品染色中的應用[J].染整技術，2010(6)：30-34.

[2] 于翠坡，葛順順. 計算機自動測色配色及滴液系統(tǒng)的應用[J].山東紡織科技，2015(2)：5-7.

[3] 忻裕靜. 利用計算機測配色提高印染打樣效率[J]. 紡織裝飾科技，2015(3)：1-12.

[4] 鄭志成，汪斌榮，等. 計算機測配色在印染小樣系統(tǒng)中的應用[J]. 染整技術，2015，37(3).

[5] 曹萬里，李國維. 電腦測色配色儀在紡織工業(yè)中的應用[J]. 廣西紡織科技，2001，30(1).

[6] Ravichandran. Colour Matching-The Computer Solutions. Colourage,1998.45(7).

[7] Intergration offers the prospect of complete coloration control.Int.Dyer(GBR),1996,181(1):19-20.

[8] 胡罡，張瑋峰，趙軍. 電腦測色配色軟件中的配色新功能及其應用[J].染料與染色，2013 (6).

[9] 李勤. 計算機測色配色軟件的新進展[J]. 染料與染色，2010，47(5):59-62.

[10]劉怡軒. 在線式分光測色儀研究[D]. 長春：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，2015.

2016-08-30

朱元昭(1993-)，男，碩士研究生，研究方向：紡織印染功能整理與染色。

汪青(1960-)，女，教授，碩士生導師。

TS193

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1008-5580(2017)02-0220-03