提高计算机测色配色系统应用精确度的途径

1、纺织导报 China Textile Leader 2005 No. 385染整技术 提高计算机测色配色系统 应用精确度的途径盐城工学院郑成辉摘要: 计算机测色配色系统在生产实践中的应用正日益广泛。 为更充分 地发挥系统应有的效能, 文章结合印染用测色配色系统的生产实践, 从测 色、 颜色质量控制、 配色、 数据管理和系统维护等方面给出了提高测色配 色系统应用精确性的一些途径和方法。关键词:测色;配色;精确度;数据维护;系统安全 中图分类号 :TS193.13 文献标识码 :B文章编号:1003-3025(200503-0085-04随着电脑测色配色系统(CCM,ComputerColor M

2、atchingSystem 技术的进步和软硬件价格的进一步降低, 它在化工、油漆、 塑料、墨水、 印染等行业中的应用越来 越普及。 测色配色系统在印染产品的颜色管理、 小样制备 以及车间生产中发挥着重要作用。 它有效地缩短了产品交 货期, 提高了颜色一次准确率, 降低了生产成本, 从而给 企业带来了巨大的经济效益。在染色生产实践中, 如何用好测色配色系统是十分复 杂的,涉及到染色操作、 工艺流程、颜色测量、 基础样品 数据、 系统数据管理与维护、 硬件保养等众多方面。 有不 少企业由于种种原因, 在配色方面不能充分发挥系统应有 的效能, 使得系统处于半闲置状态, 造成资源浪费。 本文 结合印染

3、厂的使用情况, 提出了提高系统应用精确度的一 些途径和方法。1测色配色系统功能1.1 主要硬件功能电脑测色配色系统主要由 3部分组成:分光光度计; 测色配色软件; 电脑及打印机。 分光光度计是硬件中最重 要的部分, 所有的颜色都需通过它测量后, 转变为数据, 传 输给软件处理。 分光光度测色仪通常是由光源、 单色仪、 积 分球、 光电检测器和数据处理装置等组成, 大多采用d/0或 d/8照明接收方式, 可见光范围内连续扫描, 间隔10nm 或20nm取样。 测色仪的测量孔有大 (LAV 、 中 (MAV 、 小(SAV等几种面积供选用,镜面反射包括 /排除(SCI /SCE, Specular

4、ReflectanceInclude/Exclude 两种工作方 式可以手工转换或靠软件设定来启用/禁用。1.2软件功能软件是整个测色配色系统的核心, 许多软件的价格超 过硬件的价格。 测色配色软件有很多, Datacolor (德塔 公 司的MATCH TEXTILE TM , X Rite公司Textile Master ¨,Hunterlab公司的EZMatch ¨, DaclimStarlet公司的EXPERTCOLORSYSTEM 等。大多数测色配色系统软件部分包括 以下几个功能模块。1测色、颜色质量控制(QC ,包括颜色测量、 色差 分析计算、 模拟灰卡评级、

5、产品通过 /失败判定等。2 配色, 包括实验室配色和车间配色两部分, 每部分 又分为单一纤维织物、 混纺织物配色。3数据管理, 包括染色材质、 染料特征、 染色方法、 三原色组合、客户信息、 项目信息、基础数据、 学习数据 管理等内容。4 实用工具, 包括测量孔径选择、 黑 (光阱 白 (陶 瓷板 校正、 照明体/观察者选择、 操作环境设定、 分光光 度计校正、数据备份等。这几部分功能基本上能够满足绝大多数印染厂的日常作者简介:郑成辉,男,1975年生,助教,盐城,224003染整技术纺织导报 China Textile Leader 2005 No. 386测色配色工作需要。 2提高测色配色

6、精确度的途径2.1测色2.1.1系统参数设定样品颜色测量是最基本的操作, 也是颜色表征及精确 计算处方的前提。 系统正常开机预热、 孔径设定、 模式选 择 (SCI/SCE 、 黑白校正等准备工作完成后, 即进入样 品测色操作。常用的标准照明体有 A、C、D 65、D 55、F 等, 观察角有2°和10°两种, 可以根据不同的需要选配。 纺 织品测色配色一般选择光谱能量分布更接近日光的 D 65作 主照明体, 在10°观察角下进行操作。 测色时测量面积选 定 LAV、MAV、SAV 之一,被测样品光谱反射面积越大, 结果越精确。 纺织品表面通常都较粗糙, 光线反射

7、不规则, 需要用较大的测量面积如 LAV 或 MAV,在 SCI 模式下测 色配色。 印花织物尤其是花型较小的印花织物一般用较小 的测量面积 SAV。 2.1.2样品测色注意事项被测样品折叠视具体情况而定, 一般48层, 测量 时不漏光即可。 若样品尺寸比最小口径还小, 或者样品半 透明, 需要分别用白板、 光阱作背景, 测得反射光谱曲线 与校正曲线相比较, 从样品实际反射曲线中计算出颜色坐 标。测色过程中,测量口径处被测织物表面状态很重要, 要求尽量平整有序, 无褶皱, 同时要避开色花点和不均匀 处。 如果被测样品是色织物, 直接测定意义不大, 需要分 别将相同颜色纱线抽出, 集中后再分别测

8、量。 散纤维或绞 纱表面凹凸无序, 在测量时需要采用特殊的方法, 比如将 纤维或绞纱用胶带固定在一个硬的平板或纱线架上, 厚度 至少 5mm 以上,被测表面尽量平整有序。筒子纱可绕成 纱束或卷绕在纱线架上, 水平和垂直方向都需要多次测量, 并取平均值。 灯芯绒等表面方向性较强的织物, 同样需要 水平和垂直方向多次测量取平均值。 如果某次测得数据与 平均值相差较大 (如 E >0.4 , 可以舍弃该次测量值。 标 样和批样需要在同一台机器上用同样大小的孔径测量, 因 为不同机器间测得结果不同, 即使同一台机器不同孔径测 得结果也不同。2.2颜色质量控制2.2.1颜色质量评价标准颜色质量控制

9、的重要内容就是判定产品的颜色与标样 颜色相比能否通过。 制定颜色通过/失败的数字界限并非一件易事。由于 CIELAB 和 CIELCH 颜色空间的不均匀性, 色差值 E 跟视觉评价的关联性较差。不管是 CIELAB 系 统还是 CIELCH 系统,不同颜色人眼可接受的椭圆形区域 大小不同。 如果用 E 来设定颜色通过/失败界限, 则每一 个颜色系列都需要设定各自范围值。基于 CIELAB 计算通 过 /失败的程序都需要分别制定各颜色系列的允许范围, 并且判定的结果跟视觉评价的结果不总是相吻合。 当使用 CIELAB 或 CIELCH 系统确定色差容许范围时,最好设定 E 、 d L 、 d a

10、 、 d b (或 E 、 d L 、 d C 、 d H 各自的界限, 也 可以将 CIELAB 系统和 CIELCH 系统结合,使用 L 、 a 、 b 、 C 、 H 。 此外还可结合另一个指标光学浓度 (K / S , 一般可以限定 (K / S btx /(K / S std 在0.951.05之 间。 下标std和btx分别代表标样和批样。测色操作必须要有可重复性和可靠性, 否则, 得到的 色差数据就会不可靠, 通过/失败的阈值也变得不可靠。 2.2.2不同织物颜色质量判断方法通过/失败阈值的确定需要参考产品的最终用途。 绒 类织物色差判定标准比平纹织物判定标准相对宽松。 最好 的

11、办法就是评价以往不同批次产品的历史数据, 分别制定 出小于某值就认为可以通过的色差下限, 大于另一值就认 为失败的色差上限。对颜色要求不太苛刻的织物可以制定 E 稍大些,如 1.2、 1.5。 相反有些产品需要 E 小些, 如0.8甚至0.6。 E 在0.81.2之间则需要有辨色经验丰富的专家来进行视 觉判定。 需要说明的是, 制定出来后, 仍然需要根据不同 系列颜色样品验证修改, 直到大家都认可。 所以有必要与 客户沟通协调, 制定一个大家都可以接受的颜色范围。 E 色差判定的是与客户指定标样相比的批样是否可以出货, 而不是历史批次之间的比较。2.3配色2.3.1配色理论基础测色配色系统最重

12、要的功能就是配方预测计算功能。 绝大多数配色软件采用 Kubelka Munk 理论作为配色的 基础。对不透明物体,其公式表达形式为:式中 R 为可见光的反射率, K / S 为不透明体的吸收/散射 系数比值,也称光学浓度。 不透明体的吸收系数 K 和散射 系数 S 具有加和性, 对于染料上染纤维的染色模型, 测量 各单色染料每一档浓度染样在不同波长下的 K / S 值, 经=K S (1-R 22R 纺织导报 China Textile Leader 2005 No. 387染整技术 过一系列数学处理和修正, 可得出待配目标样的染料配方。 当顾客需求的颜色在 SCOTDIC 色彩编码中没有时

13、,可以 把 SCOTDIC 色彩图表中的近似颜色修正到所需要颜色, 同时将做成的数据收入计算机颜色搜索 CCS(Computer ColorSearch 中并用于数据库。 2.3.2提高配色准确性的途径1 单色基础数据库输入系统数据的准确性决定了输出数据的准确性。 试 验室小样的染色操作流程相对固定, 由此制备出的基础数 据重现性也较高。有些配色软件提供的单色基础数据库浓度分615档, 在制作单色基础数据之前需要认真分析规划。 一般染 料厂商推荐有最佳三原色组合,在使用时需要进行确认。 最好分出淡色、 浓色专用染料组合, 一方面考虑了减少染 化料的成本, 另一方面, 淡色活性染料用于浓色环境时

14、, 色 光可能发生较大改变。2 拼色基础数据库 染料的选择混合染料染色时,染色结果受到所用染料的总浓度、 配合比率及各染料的亲和性差异等因素影响。 修正染料相 互作用程序系统, 必须建立在大量数据的基础上。 三原色 中各染料染色性能的一致性非常重要。 例如, 某活性染料 三原色对纤维的亲和力及染液组成情况如表 1所示, 对该 染料进行染色试验。其中红色染料用量相同。 测定各染液红色染料的吸收 率,结果见图 1。图 1中,从 A 点到 B 点,从 A 点到 C 点的变化显示了 由总浓度变化引起的红色染料吸收率变化。B 点和 C 点差 显示了黄、 蓝染料配合比例不同 (总浓度相同, 红色染料 浓度

15、相同引起的红色染料吸收率差值。 A、 B 及 C3点纵 座标值越接近, 则三原色的拼色性能越好。 三原色亲和性 一致时, 配色系统的精密度大幅度提高。 浓度分档确定染料最佳组合后, 需要根据各类染料常用的染色 浓度范围, 制定出合理的单色浓度分档。 例如分散染料三原色 DianixKis M 中深色染色时,浓度(owf可分档 为 :0.1%、 0.2%、 0.4%、 0.6%、 0.8%、 1.0%、 1.25%、 1.5%、2.0%、3.0%、4.0%。浓度分档以实用为目标, 不必追求等差或等比数列。3 染色材质染色材质通过空白试验 (不加染料, 其余相同 获得。 一般空白织物的可见光光谱反

16、射率要高于染色样品, 才能 进行正常配色计算。 带有底色的 (如黑色 色拔印花用的 色坯, 由于色拔后织物光谱反射率高于色坯, 无法正确计 算出印花用染料处方。4 染色条件影响染色过程的主要因素包括所用设备、染色过程、 染料和助剂选择、 织物种类以及称量技术等。 在准备第一 组基础数据前, 需要逐一验证这些项目有无问题, 以确保 染色结果重现性。 尽量在同一台小样机上、 用相同织物、 染 色工艺和操作流程打样。 2.3.3基础数据库评价单色样品染色完成并输入计算机后,需要进行评价, 检查是否合理。 不同配色系统评价的方法有所不同。 总的 来说, 一组好的单色基础数据曲线应当有规律, 曲线平滑,

17、 反射光谱线不能交叉。 2.3.4基础数据库的选用印染厂坯布品种较复杂, 染色方法也不尽相同。 这就 决定了在基础数据制定之前, 染料、 染色方法、 材质等需 要仔细分类规划, 只有理清之后才知道做成数据的适用范 围, 有利于保证配色精确度和数据维护。 尽量选择用量大、 表面平整、 正反面染色性能相同的材质来制定基础数据。没有必要对所有织物都做基础数据。 如果两种织物的 差别仅仅是纱支不同, 可以只选用一种来做基础数据。 丝 光和未丝光棉织物需要分别做基础数据。 下面的简单方法染料黄 红 蓝 总量表1 某活性染料三原色拼色浓度 (owf %亲和力 低 低 高A 染液 0. 10. 10. 10

18、. 3B 染液 0. 50. 12. 53. 1C 染液 2. 50. 10. 53. 1图1某活性染料三原色拼色性能染整技术纺织导报 China Textile Leader 2005 No. 388能够判断是否需要另做基础数据。 比如取10块不同系列的 待染织物各10g, 染色目标颜色是米黄 (或中灰 。 选用三 原色染料配成2000mL染色工作液, 均分到10个染杯中, 每杯 200mL,各自放入待染物后,按正常工艺同时染色, 比较染色结果。染色深度相近的可以不必重做基础数据。 许多配色程序提供了修正系数来调整染色深度。 2.3.5配色处方的选择及修正基础染样制备完毕, 输入系统并经过评

19、价后, 就可以 进行配色工作了。当目标样品反射光谱被测量输入之后, 选择必要的染料、 材质、 染色方法等信息, 计算机就可以 根据基础数据进行计算, 给出预测配方。 按照第一次预测 配方打样, 结果可能与目标样品差别较大, 判定不能通过, 需要利用本次染色结果进行修正计算, 得到更为接近的染 料配方。同一目标颜色, 计算出几组三原色的配方, 供用户优 先选择, 包括条件指数优先、 反射率匹配指数优先、 价格 优先、 染料特征优先等。 有些颜色可以指定2只染料、 4只 染料 (黄、 红、 蓝三原色外加黑色 , 或不同组合内的 3只 染料进行配色。 黑色、 本白和特白织物在许多染色工厂中 只规定了

20、几个等级, 不需要再另外配色。 特白织物的配色 用到荧光增白剂, 可以跟染料一样对待, 需要注意配色系 统有无分析计算荧光增白剂的功能。 单一黑色染料可能无 法使用配色系统,可以与黄、红组成“三原色”解决。与实验室相比, 车间现场影响染色因素更为复杂, 时 常有染色结果不好的现象发生。 如果车间染色结果颜色偏 深, 光学浓度过高, 通常需要皂煮、 热水冒或还原清洗等 方法来降低颜色深度。 相反, 如果染色结果偏浅或者色偏, 但能通过追加染料来实现修色, 也可以使用配色系统来辅 助完成, 系统会给出需要额外追加的染料用量。实践表明, 配色系统给出的染料追加量不太理想。 染 色完成后排液前对样发现

21、色浅追加染料量,跟相同颜色、 色差的成品回修追加染料量有所不同。 许多印染厂采用半 经验的方法, 即比较染样与标样的计算处方, 再用系数进 行调整。 如果车间染样偏差有规律, 可以在配色系统中进 行系数调整。混纺织物的配色计算是建立在单一纤维织物的染料基 础数据之上的, 不需要另外建立基础数据库。 配色时测量 目标颜色数据, 输入两种纤维及其混纺比、 染色方法, 选 定分别适用的各自三原色组合, 就可进行计算。2.4数据维护染料基础数据输入系统后, 初次计算目标颜色染料配 方时, 系统没有涉及到三原色染料实际染色过程中的相互 作用, 出现一定的偏差。 在第一次校正过程中, 可记录下 第一块染色

22、样品颜色数据和相应实际处方值, 成为学习数 据。 下次再染与本次样品接近的颜色时, 计算机就会结合 基础数据和学习数据, 综合给出一个更精确的配方。 一般 地, 使用次数越多, 系统提供的配方准确性也越高。 有些 系统可以输入已知样品颜色数据和实际处方, 使之成为学 习数据的一部分, 大大提高了计算机预测配方的精度。随着系统使用次数的增加, 进入系统的学习数据和临 时数据越来越多, 就需要对各种数据进行整理和维护。 有 些系统提供了自动检查学习数据的功能。 当某样品的实际 光学浓度和逻辑光学浓度之差 (K / S 与从光学浓度公式 得出的逻辑值 (K / S 比值超出设定范围 (如0.3 时,

23、 视 为不正常数据, 可以予以删除。 本功能去除了那些不正常 的数据对以后配方计算的干扰, 剩下合理的数据, 保证了 后续使用的精确性。该系统还提供了详细的客户数据管理功能。 不同的客 户、 同一客户不同项目 (或织物 、 不同颜色、 同一颜色不 同批次, 都可以对繁杂的生产管理进行有序组织, 提高生 产效率。3系统安全与维护为保证测色配色系统的安全性, 防止病毒侵入或人为 不正当操作造成系统损坏,进而直接影响正常生产运行, 需要对重要数据定期备份。 可备份到同一硬盘上, 也可备 份到移动盘上,必要时恢复系统。 系统最好由专人负责。分光光度计的脉冲氙弧灯使用一定次数后亮度会降 低。 在测色过程

24、中织物表面的绒毛可能会从测量孔脱落进 入分光光度计, 附在硫酸钡涂层上;烟雾、 粉尘和潮湿环 境都会影响该涂层。 这些情况严重时会影响系统使用, 可 以跟厂家联系校准或清理, 从而延长系统的使用寿命。4结语总之, 测色配色工作是一项细致耐心的工作。 在使用 过程中还需要结合生产实际进一步研发。 最大程度发挥系 统的效能,使之成为产品开发、 生产、质量控制、 销售的 有力工具, 它将给企业带来巨大的经济效益和高效率、 科 学化的管理。 参考文献1董振礼.测色及电子计算机配色 M.北京:中国纺织出版社, 1996.China Textile Leader Abstract P 65P 56P 52

25、P 60mach ine in p ractical production.Key words: rotor spinning machine; technical properties; spinning process; yarn quality.The Development of Chemical Fiber Technology inChinaJi Guobiao, Gao Xushan & Yang Zhongkai, State KeyLaboratory for Material Research, Development andEvaluation, Beijing

26、Institute of Clothing TechnologyAbstract: Recently, the chemical fiber industry has beendeveloping rapidly in China. The article introduces the overall situation of the Chinese chemical fiber industry, points out some existing problems and the solutions for solving these problems, and forecasts the

27、development trend of the C hinese chemical fiber industry in the coming decade.Key words: chemical fiber technology; chemical fiber industry;technolog ical standard; dev elopment trend.Morphological Structure of Feather and DownYang Chongling & Zhao Yaoming, College of MaterialScience and Engine

28、ering, South China University ofTechnologyLiu Lijin, Zhongyu Jiye Down Textile Co., Ltd.Abstract: By observing different parts of the feather and downcollected from goose and duck respectively with a polarizing microsco pe and a scann ing electron microscope, the surface morphology of the feather an

29、d down are examined. Detailed compariso ns and description s are made on the different morphologies of both sides of the barbules and the cavum morphology of the cross section of the barbs.Key words: duck feather; goose feather; feather; down;mo rp ho lo gy.The Comparison on the Effects of Different

30、 Plasmason the Graft Modification of Flax FiberLi Chun & Wang Xiao, Department of Textile Engineering,Dalian Institute of Light IndustryAbstract. Flax fiber is an important textile fiber with manyoutstanding properties. But it has limitation in dyeing behavior. Using plasma generated by dielectr

31、ic barrier discharge (DBDto initiate the grafting between flax fiber and acrylic acid can considerably improve the dyeing behavior. In this article, the graft modification of flax fiber using DBD plasmas generated in different atmospheres (air, helium and nitrogen is studied and compared. It points

32、out that the result of air treatment is the best.Key words: flax fiber; dyeing behavior; fiber modification;graft copolymerization; acrylic acid.On Wear Comfort of Apparel Fabric and RelatedProduct DevelopmentZhang Ping, Yu Xuezhi & Lu Xin, College of Habiliments &Fabric, Liaodong University

33、Abstract: The article discusses the influence of the physicalproperties of apparel fabric, such as heat conductivity, moisture and air permeability on the wear-comfort of apparel and the relation between different fibers and fabric comfort property. It points out that when designing fabric for diffe

34、rent applications, the key factors to be taken into account should vary accordingly.Key words: apparel fabric; comfort property; heat conductivity; moisture p ermeab ility; air permeab ility.The article introduces a CAD system to be used fordiagram designing and yarn designing and simu lating the of

35、 y arn-dyed fabric on Windows X P platform. The is developed based on Visual Basic 6.0 under Windows yarn-dyed weaving; CAD; simulation.Y arn-dyed FabricHigh-count tropical yarn-dyed fabrics are currentlyon market. But there are certain difficulties in theand production of such fabric. Based on the

36、characteris-the geometric structure of the fabric, the specification and weave design of such fabric are discussed in this By analyzingthe production process, the article also the major pro blems demanding so lutions d uring CVC yarn-dyed fabric on air-jet loom and relevant for improv ing fabric q uality and w eaving efficiency. yarn-dyed fabric; fabric specific