張向麗 劉錦瑞 孫麗霞 袁園園 高友軍

摘?要：為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的色牢度自動評級系統(tǒng)的性能，根據(jù)該系統(tǒng)的特點(diǎn)，針對不同形式的沾色色牢度和變色色牢度，分別從公式、方法準(zhǔn)確性、方法精密度以及樣品的適用性等幾個方面進(jìn)行探討。結(jié)果表明：該系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果與GB/T 32598—2016和GB/T 32616—2016中的要求一致，準(zhǔn)確性和精密度良好，適用于不同形式和不同類型樣品的沾色色牢度及變色色牢度級別的評定。該系統(tǒng)的研制和應(yīng)用，使色牢度評級結(jié)果更為準(zhǔn)確、可靠，有利于儀器評級方法更好地推廣。

關(guān)鍵詞：自動評級;準(zhǔn)確性;精密度;適用性

中圖分類號：TS107

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-265X（2019）06-0086-05

Abstract：To verify the performance of self-developed automatic rating system for textiles color fastness， the color staining fastness and color changing fastness in different forms are researched from the aspects of formula， method accuracy， method precision and applicability of samples according to the characteristics of the system. The results show that the calculation results of the system are consistent with the requirements of GB/T 32598—2016 and GB/T 32616—2016. The system has good accuracy and precision， and is applicable for rating color staining fastness and color changing fastness in different forms and different types of samples. The development and application of the system makes possible to obtain more accurate and reliable color fastness rating result， which is helpful to popularize the instrumental rating method for textiles color fastness.

Key words：automatic rating; accuracy; precision; applicability

紡織品色牢度是評價(jià)紡織品質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一。目前紡織品色牢度的評級方法有人工評級法和儀器評級法，儀器評級法又分為影像法和測色儀法：影像法[1]是對采集的圖片進(jìn)行評級，實(shí)際使用時(shí)某些顏色織物的圖像與實(shí)物有較大差異;測色儀法[2]在測定時(shí)需直接接觸被測織物，評級時(shí)對織物的表面形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)等要求很高，且不易實(shí)現(xiàn)自動化。由于兩種儀器評級法都具有一定的缺陷，給儀器評級法的推廣帶來較大困難，因此目前色牢度評級方法仍以人工評級為主。而人工評級法對人員的要求較高，評級人員的經(jīng)驗(yàn)、疲勞程度、情緒等都會對評級結(jié)果造成影響。

針對上述情況，研制出一臺紡織品色牢度自動評級系統(tǒng)（以下簡稱“系統(tǒng)”），系統(tǒng)結(jié)合了影像評級和測色儀的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)GB/T 32598—2016《紡織品色牢度試驗(yàn)貼襯織物沾色的儀器評級方法》、GB/T 32616—2016《紡織品色牢度試驗(yàn)試樣變色的儀器評級方法》的原理，通過色牢度自動評級工作站控制圖像信息采集及分光測色系統(tǒng)，分別獲取試樣位置及色差信息，并計(jì)算、輸出結(jié)果，實(shí)現(xiàn)樣品色牢度等級自動評定[3-5]?？紤]到色差儀的測定原理和系統(tǒng)的構(gòu)造，系統(tǒng)僅適用于沾色、變色均勻且圖案直徑不小于10 mm的樣品。該方法有效消除了人工評級對色牢度級別造成的影響[6]，結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠[7]，且具有快速化、智能化的特點(diǎn)。

本文就系統(tǒng)的性能展開研究，分別對不同顏色[8]、不同形式的沾色色牢度和變色色牢度的公式準(zhǔn)確性、方法準(zhǔn)確性、方法精密度以及對樣品的適用性進(jìn)行驗(yàn)證。

1?實(shí)?驗(yàn)

1.1?實(shí)驗(yàn)原理

1.1.1?沾色色牢度

按照GB/T 32598—2016的規(guī)定，使用系統(tǒng)分別對未沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯和沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯進(jìn)行測定，兩者之間的色差以CIELAB單位計(jì)算，并通過公式計(jì)算轉(zhuǎn)換為沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯樣品的色牢度級別。

1.1.2?變色色牢度

按照GB/T 32616—2016的規(guī)定，使用系統(tǒng)對相同顏色的未經(jīng)過色牢度試驗(yàn)的樣品和經(jīng)過色牢度試驗(yàn)的樣品進(jìn)行測定，確定兩試樣的明度L*、彩度C*ab和色調(diào)hab的CIELAB坐標(biāo)值，計(jì)算出ΔL*、ΔC*ab和ΔH*ab的CIELAB值，通過公式轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的變色色牢度級別。

1.2?實(shí)驗(yàn)材料

棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯織物[9]（上海市紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所）及顏色、材質(zhì)、薄厚不同的各類布樣。

1.3?實(shí)驗(yàn)設(shè)備

CM-5型耐摩擦色牢度試驗(yàn)儀（美國SDL Atlas公司）;YG631型耐汗?jié)n色牢度試驗(yàn)儀（溫州方圓儀器有限公司）;Y902型汗?jié)n色牢度烘箱（南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）;紡織品色牢度自動評級系統(tǒng)（自主研發(fā)）。

1.4?沾色色牢度驗(yàn)證

1.4.1?軟件公式準(zhǔn)確性

取不同級別的耐摩擦色牢度樣品測定，從系統(tǒng)上讀取色差ΔE，并按照GB/T 32598—2016中的公式計(jì)算色牢度級別，與系統(tǒng)上直接測得的色牢度級別進(jìn)行比較，以驗(yàn)證系統(tǒng)中軟件計(jì)算公式的準(zhǔn)確性。

1.4.2?方法的準(zhǔn)確性和精密度

使用系統(tǒng)對沾色用標(biāo)準(zhǔn)灰卡[10]中每個級別重復(fù)測定6次，以驗(yàn)證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和精密度。

1.4.3?樣品的適用性

1.4.3.1?不同顏色的耐摩擦色牢度樣品

選取顏色為紅、黃、藍(lán)、黑4種顏色的布樣[11]，按照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取分械囊?guī)定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯為背景，使用系統(tǒng)對沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯樣品的不同部位評級，并與人工評級結(jié)果相比較。

1.4.3.2?不同顏色的耐水色牢度樣品

選取顏色為紅、黃、藍(lán)、黑4種顏色的布樣[12]，按照GB/T 5713—2013《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)退味取分械囊?guī)定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯為背景，使用系統(tǒng)對沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯的不同部位評級，并與人工評級結(jié)果相比較。

1.4.3.3?評級背景的影響

GB/T 32598—2016規(guī)定，測試時(shí)需將試樣放在“不含熒光增白劑的白卡上”。按要求選取不同的白色材料作為背景，使用系統(tǒng)測定不同顏色的沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯。

1.5?變色色牢度驗(yàn)證

1.5.1?軟件公式準(zhǔn)確性

對不同變色色牢度級別的樣品進(jìn)行測定，從系統(tǒng)上讀取色差ΔE值，按照GB/T 32616—2016中的公式計(jì)算色牢度級別，與系統(tǒng)上直接測得的色牢度級別相比較，以驗(yàn)證軟件計(jì)算公式的準(zhǔn)確性。

1.5.2?方法的準(zhǔn)確性和精密度

使用系統(tǒng)對變色標(biāo)準(zhǔn)灰卡[13]作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，每個級別重復(fù)測定6次。以驗(yàn)證系統(tǒng)測定變色色牢度級別的準(zhǔn)確性和精密度驗(yàn)證。

1.5.3?樣品的適用性

1.5.3.1?不同顏色的樣品

選取顏色為紅、黃、藍(lán)、黑4種顏色的布樣[12]，按照GB/T 5713—2013中的規(guī)定測定，使用系統(tǒng)對變色樣品的不同部位評級，并與人工評級結(jié)果相比較。

1.5.3.2?不同類型的樣品

按照GB/T 5713—2013中的規(guī)定，對不同顏色和類型的耐水色牢度（變色）樣品進(jìn)行測定，并與人工評級結(jié)果相比較。

2?結(jié)果與討論

2.1?沾色色牢度驗(yàn)證

2.1.1?軟件公式準(zhǔn)確性

對不同級別的耐摩擦色牢度樣品測定，將用△E計(jì)算的色牢度級別值和系統(tǒng)直接得出的色牢度級別相比較，數(shù)據(jù)如表1。

對不同級別的樣品測定結(jié)果顯示，計(jì)算所得沾色色牢度級別與系統(tǒng)直接測得沾色牢度級別相差均在0.01級之內(nèi)，說明系統(tǒng)軟件中計(jì)算公式與GB/T 32598—2016中規(guī)定的計(jì)算方法一致，沾色色牢度?級別計(jì)算公式準(zhǔn)確。

2.1.2?方法的準(zhǔn)確性和精密度

使用系統(tǒng)對沾色用標(biāo)準(zhǔn)灰卡[10]中每個級別重復(fù)測定6次，測定結(jié)果如表2。

表2中數(shù)據(jù)顯示，系統(tǒng)對每一級別測定的6次數(shù)據(jù)均基本一致，且與標(biāo)準(zhǔn)值差異不大，說明系統(tǒng)較為穩(wěn)定，準(zhǔn)確性較高、精密度較好。

2.1.3?樣品的適用性

2.1.3.1?不同顏色的耐摩擦色牢度樣品

使用系統(tǒng)測定不同顏色布樣的耐摩擦色牢度沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯，與人工評級結(jié)果相比較，結(jié)果如表3。

從表3中可以看出，使用系統(tǒng)對同一樣品進(jìn)行多次測定的結(jié)果基本一致，然而某些顏色樣品的結(jié)果與人工評級的結(jié)果有一定的差異，可能是由于人工評級時(shí)人的目光對某些顏色的識別與實(shí)際有偏差;而使用系統(tǒng)評級可以有效避免人工評級中的人為影響因素，結(jié)果更為客觀。

2.1.3.2?不同顏色的耐水色牢度樣品

使用系統(tǒng)測定不同顏色布樣的耐水色牢度的沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯，與人工評級結(jié)果相比，結(jié)果如表4。

從表4中可以看出，系統(tǒng)的測定結(jié)果與人工評級結(jié)果基本一致，適用于不同顏色樣品的耐水色牢度沾色樣品的測定，由于耐汗?jié)n、耐皂洗等色牢度的評級方法與耐水色牢度相同，因此系統(tǒng)同樣適用。

2.1.3.3?評級背景的影響

按要求選擇幾種不含熒光增白劑的白色材料，作為沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯的評級背景，使用系統(tǒng)對部分樣品進(jìn)行測定，結(jié)果見表5。

從表5中可以看出，以不同的白色材料作為沾色色牢度評級的背景，使用系統(tǒng)進(jìn)行測定時(shí)，得到的結(jié)果基本一致，說明按照GB/T 32598—2016的規(guī)定選擇的幾種材料作為背景，測定結(jié)果的差異不大。

2.2?變色色牢度驗(yàn)證

2.2.1?軟件公式準(zhǔn)確性

對不同級別的變色色牢度樣品進(jìn)行測定，將用△E計(jì)算的色牢度級別值和系統(tǒng)直接得出的色牢度級別相比較，數(shù)據(jù)如表6。

對表6中不同級別的樣品測定結(jié)果顯示，計(jì)算所得變色色牢度級別與系統(tǒng)直接測得變色牢度級別相差均在在0.01級之內(nèi)，說明系統(tǒng)軟件中計(jì)算公式與GB/T 32616—2016中規(guī)定的計(jì)算方法一致，變色色牢度級別計(jì)算公式準(zhǔn)確。

2.2.2?方法的準(zhǔn)確性和精密度

使用系統(tǒng)對變色標(biāo)準(zhǔn)灰卡[13]作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，每個級別重復(fù)測定6次，測定結(jié)果見表7。

表7結(jié)果顯示，系統(tǒng)對各個級別的6次測定數(shù)據(jù)差異不大，且與標(biāo)準(zhǔn)值基本一致，說明系統(tǒng)較為穩(wěn)定，準(zhǔn)確性較高、精密度較好。

2.2.3?樣品的適用性

2.2.3.1?不同顏色的樣品

使用系統(tǒng)對不同顏色布樣的變色樣品進(jìn)行評級，與人工評級相比較，結(jié)果見表8。

從表8可知，系統(tǒng)可用于測定不同顏色布樣的耐水色牢度變色樣品進(jìn)行級別評定，且測定結(jié)果與人工評級結(jié)果一致。

2.2.3.2?不同類型的樣品

使用系統(tǒng)對紅色棉布（平紋）、藍(lán)色棉布（斜紋）、黑色羊毛呢、緞紋面料等多種樣品的耐水色牢度變色樣品進(jìn)行測定，并與人工評級相比較，結(jié)果如表9。

表9測定結(jié)果顯示，系統(tǒng)可以測定不同顏色、不同類型的樣品，樣品的薄厚及透光度、表面平整度、表面纖維長度、表面光澤度等對系統(tǒng)的測定的結(jié)果影響不大。然而對于顏色不均勻的格子布，如每一色塊小于10 mm，不滿足系統(tǒng)的使用條件，使得測定結(jié)果與人工評級結(jié)果差異較大。在滿足系統(tǒng)使用條件的情況下，系統(tǒng)的測定結(jié)果與人工評級結(jié)果基本一致，適用于耐水、耐汗?jié)n、耐皂洗等色牢度變色樣品的測定。

3?結(jié)?語

目前紡織品色牢度評級的主流方法仍為人工評級，但是該方法的主觀性較強(qiáng)，人員的經(jīng)驗(yàn)、疲勞程度、情緒以及環(huán)境等因素對評級結(jié)果的影響較大，因此業(yè)內(nèi)都在積極尋求更為客觀的儀器評級方法。針對上述情況，實(shí)驗(yàn)室自主研制了紡織品色牢度自動評級系統(tǒng)。

系統(tǒng)可用于不同形式、不同顏色、不同類型樣品的沾色色牢度和變色色牢度級別的評定;性能優(yōu)良，具有較高的準(zhǔn)確性和良好的重復(fù)性，且對樣品的選擇性低，便于操作和測定。該系統(tǒng)的應(yīng)用與人工評級方法相比，可有效地排除人員、環(huán)境等因素對紡織品色牢度評級結(jié)果的影響。系統(tǒng)可作為人工評級方法的輔助，準(zhǔn)確校正評級者的目光，降低評級難度，使結(jié)果更為客觀、準(zhǔn)確、可靠。

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