計算機在染色技術中的應用

朱砂

摘 要：計算機在染色技術中主要應用于測配色系統、染化料的自動稱量和配制、染色工序的計算機中央控制及生產、技術資料、質量的計算機管理.測配色系統可快捷的確定客戶來樣顏色，并可根據計算機內儲存的數據，給出相應的染色配方。提高了生產效率，縮短了時間。本文對計算機在染色技術中的應用進行了探討分析。

隨著計算機測配色系統的廣泛應用，各種與計算機測配色系統相連的自動稱量和配制系統相繼在市場上出現。中央計算機控制系統是染色生產線計算機管理和操作的核心，它與計算機測配色系統、染化料自動稱量和配制系統以及染廠生產、技術、業務計算機管理互聯網，成為染色生產線一體化計算機管理系統。染色工藝過程中的顏料染液自動測試和控制是世界級的重大課題，傳統做法只能通過手工檢測實施控制，極易造成染色過程的不穩定和產品的色差。

一、計算機在測色配色系統中的應用

目前，電腦測色配色技術發展迅速，并在印染行業已得到廣泛應用，該系統主要由具有雙光束光學結構的高精度光譜光度計：先進的電腦測色、配色色彩管理軟件和品質管理軟件；較先進的計算機三部分組成。系統不僅具有色彩測量、色差計算、配色、糾色、色號庫、色澤分類、染料基礎數據庫以及染料強度K/S值的管理，同時對印染產品的白度、泛黃指數、各種染色牢度的灰卡評級以及對染色產品的邊中差、批間色差在色光的明度、飽和度和色調上進行有效的質量控制。

對于染料染色而言，由于染料相對于被著物數量很小，故可認為散射作用全由被著色物所致，公式可簡化為：

K/ S =（k/ s）1 C1 +（k/ s）2 C2 +（k/ s）3 C3 + …+（k/ s）nCn +（k/ s）0 （1）

式中K、S分別為拼色后材料的總吸收和總散射；k0，s0 分別為介質的吸收系數和散射系數；k1，k2，k3，…，kn為各組分著色劑的吸收系數；s1，s2，s3，…，sn 為各組分著色劑的散射系數；C1，C2，C3，…，Cn為各組分著色劑的濃度。

在日常染色中，在比較色樣與標樣時，由于光源不同，色差效果也不同，在CIE顏色表示體系中，把這種現象叫做“同色異譜”效應。用一個通俗的公式表示：

顏色=光源×物體光學特性×人的視覺 （2）

CIE標準色度學系統規定：任何物體的顏色都可以用X、Y、Z三個數值即三刺 λ激值表示：

X=K S（λ）R（λ）X（λ）d（λ） （3）

Y=K S（λ）R（λ）Y（λ）d（λ） （4）

Z=K S（λ）R（λ）z（λ）d（λ） （5）

式中K為歸一化常數，S（λ）是CIE標準照明體的相對光譜功率分布，X（λ）、Y（λ）、Z（λ）是CIE標準色度觀察者的顏色匹配函數，均可查表而得，剩下的只有分光反射率R（λ）需要實際測量。

二、計算機在染化料自動稱量和配制中的應用

電腦稱料配液系統是集機械、電子、精密稱量、數據庫管理于一體的高新技術產品，主要用于染料的分配和自動稱料。該系統由儲料罐、自動稱料系統、管理功能模塊3大部分組成。此外，為了提高染色精度，對于稱量衡器，防止染料吸濕的措施，輸送染液的自動調節裝置，染機的自控系統，水的軟化，染物的批量等都要特別注意，否則染色就會產生錯誤。

三、在染色工序中計算機中央控制的應用

目前市場上已有許多中央計算機控制系統以及與其對應的染色設備控制器，我們可以用染色控制計算機對染色工廠或車間的染色設備進行改進，然后再由染色機中央監控管理系統對多臺染色機進行計算機監控，中央計算機控制系統對染色過程進行全面的控制，并紀錄下染色全過程的各種數據，從而大大提高了染色高科技的含量，提高了生產效率，降低了勞動強度，減少了染色控制過程中人為因素造成的缸差、色差，防止了因設備故障引起的質量事故。

四、計算機在生產資料和質量管理中的應用

利用此系統可以進行定量的統計分析，總結出影響公司產品質量水平的主要因素、跟蹤，分析產品在生產過程中的質量問題，實現產品問題的逐級溯源。此系統可以提供靈活的物測點及物測項目的設置功能，能快速的幫助企業組織建立符合企業自身需求的質量控制體系。此系統還可以完整、高效率的紀錄訂單原棉的質量、染色質量、小樣配方的質量情況，完全改變了原有陳舊、落后、復雜的質量數據的保存和查詢方式，大大提高了管理的效率。

五、計算機在染色聯合機設備上的應用

在此染色聯合機中，織物從左上角開始進入，通過預濕浸軋，或經噴霧并通過回潮筒，保證織物的含濕量均勻，然后進入染色浸軋槽。在先給織物加水時必須保證織物到達染色浸軋槽之前，它的含濕量應均勻一致，否則會造成染色不均勻。

染色浸軋槽是此染色聯合機的關鍵設備，需要有一定數量的控制點，包括控制浸軋槽內液體的溫度、液位（保證接觸時間相等）、染料流量以及與浸軋槽軋液率密切有關的軋輥壓力。織物經過軋液后，要立即進行預烘干處理，盡可能迅速大量的蒸發水分，把染色泳移減小到最低程度。

化學浸軋槽是十分關鍵的一個裝置，共有9個控制點，在化學浸軋槽上可安裝一臺調節裝置———氧化—還原電位調節儀（ORP），以適合要求事先溶解的染料需要。還原體染料必須以化學方法還原得到電子，使它可以溶解。接著，織物立即穿過除氧蒸箱，防止染料滲入纖維前發生氧化作用。還原體染料先滲入纖維，再進入下一道氧化工序，使它在纖維內轉變為不可溶解的。

六、計算機對間歇式染色的控制與應用

間歇式染色工藝從早期的人工操作已發展到使用復雜的計算機控制操作，而今是用計算機定序來控制閥門，用數字計算機系統實現間歇式染色順序控制，其中最重要的是要控制好生產過程，但其最終的目標是要獲得一個提高生產過程管理和控制的硬件和軟件系統。

間歇式染色的過程，這種生產過程作為一個整體是由一系列單元操作所組成的。只有在每一操作完成后，才可以開始下一個操作。于是每一項單獨操作可按工序來定義，這些工序實際上操縱生產過程中的各個單元部件（泵或閥等）。對特定的產品完成特定染色任務的許多操作的組合叫做工藝規程。工藝規程先分解成操作，這些操作再分解成工序。在產品的染色中，最簡單的加工步驟可用單個染缸來完成。這一染色規程是由如下一系列操作所組成的：初始狀態預置、加水、投入坯布、加染料、加化學藥品、加熱，使溫度線性上升到染色溫度。恒溫一段時間，線性降溫到取布溫度。產品取樣、鑒別顏色、漂洗、取出色布，于是循環結束。在此規程中的每一項獨立任務就是操作。最后，系統應該查一下情況是否符合結束這項操作的條件，如果是就進行下一操作。從而，即可完成染色的各個操作。

七、分批染色中噴射染色的計算機控制與應用

在高壓繩狀染色機中的分批染色過程，這種染色機在商業上叫做噴射染色機。它的噴嘴是按照美國機械工程師學會的技術規范制造的，并能在148攝氏度的高壓下工作，可分為管道和倉室兩部分，每一臺噴射染色機大約有一到六個倉室，它是在整個加工設備中最貴的一套。

在染色的循環中，此設備可以控制加水量及其水溫、加料的速度、加熱的溫度，可以維持預定的時間，還可以控制冷卻的溫度、染色的正色差、清理機器時進水的流度及其溫度等。此外，在每臺染色機附近都裝有機器操作臺，在操作臺上都設有工作方式的轉換開關。

八、計算機在批量染色中的應用

批量染色是計算機在濕處理應用中研究最多的工藝過程。最早在數字直接控制技術年代已經開始在卷染染色、染缸、噴射染色、經軸染色和卷染機中應用。批量染色的典型的重復性規定操作過程，或屬于步進式的順序操作過程。在這類過程中，用計算機取代操作工是很自然的，它可以在最佳的時刻去完成要求的工藝操作。目前，許多染色過程多采用控制管理集中在染色車間辦公室附近的控制技術，這樣既可靠，而且價格低廉，此控制的進一步發展就是在中央控制室中安裝順序控制器，控制整個操作周期。

在染色中加入了計算機的應用明顯增加了染色工藝的可靠性，提高了勻染性，減少了調整色光的操作和生產的時間，從而降低了能量的消耗和助劑的消耗。可見計算機在染色加工中所起的作用是非常的重要，是現在發展計算機在染整事業應用中的必然趨勢。希望在未來普及計算機技術的過程中大量采用的各種計算機技術和化學應用軟件，不僅可以大大提高工作效率，而且還可以使我們進一步了解計算機、了解軟件工作原理，為開發研究我們自己的應用軟件積累更多的知識！

（作者單位：鞍山市紡織產品質量檢測檢驗中心）