計算機測配色在滌綸織物精準配方染色中的應用

張 貴，王美佳，楊愛民

[1.互太（番禺）紡織印染有限公司，廣東廣州 511462；2.廣州弘禹環?？萍加邢薰?，廣東廣州 510006]

隨著電子計算機技術的發展，計算機測配色系統已經廣泛應用于印染生產。經過幾十年的應用和發展，計算機測配色系統日益完善，在印染生產中發揮的作用越來越大。計算機測配色系統在紡織印染生產中的應用主要有：染料的色度學研究[1]、染料組合的選配、仿色工藝過程染料配方的確定和修正以及產品質量的控制[2-5]。計算機測配色系統將人們對顏色的感性認識轉化成數字信息，改變了人們評價織物顏色不規范的做法，形成了織物顏色對色和評價的標準方法，克服了評價織物顏色的主觀偏見。計算機測配色系統的應用可以快速準確地提供化驗室和生產工藝，以滿足精準配色工藝實施的需要。

以滌綸產品生產過程作為實際應用案例，介紹計算機測配色系統在精準配方工藝過程中的應用。

1 原理

計算機測配色系統主要由分光光度計、測配色軟件、計算機及打印機等部分組成。分光光度計光源發出的光在積分球內反射形成散射光，散射光照在測孔的標樣處產生反射光，通過光電感應系統產生電脈沖，經轉換傳入計算機。計算機根據反射值從基礎數據庫中選擇合適的染料并計算配方，再由配色系統計算配方染樣與標樣間的實際色差，選出合格的配方。如果配方不合格就通過快速修色功能進行修色，計算出修正后的新配方。

運用計算機測配色系統需要建立染料的基礎色樣數據庫，建立檢驗基礎色樣準確性的方法，以保證基礎色樣數據庫中數據的準確。

2 實驗

2.1 材料

織物：滌綸針織布（100%滌綸）、滌綸彈力針織布（93%滌綸+7%氨綸）。

染料：分散黃S2R、分散紅WBRT、分散藍EERLF、分散紅LSF、分散紅SFB、分散藍SG、分散黃NP6G、分散藍BG、分散藍BGE01。助劑：勻染劑CWD、分散劑P、醋酸、醋酸鈉、燒堿、保險粉。

2.2 儀器與設備

Datacolor SF600X 分光光度計（美國Datacolor 公司），自動吸料機（宏益科技股份有限公司），Philips 計算機（Philips集團有限公司），染色小樣機（廣州市鴻靖試驗有限公司），電子分析天平（廈門佰倫斯電子科技有限公司）。

2.3 染色工藝

2.3.1 溫度

用分散染料染滌綸在120～135 ℃下進行。當溫度低于80 ℃時，升溫速率可稍快些；超過80 ℃后，要嚴格控制升溫速率，以保證染料均勻上染。在120～135 ℃染色時，應保證勻染所需要的時間。

2.3.2 pH

部分分散染料會因pH 的變化導致上染率降低、色光變化以及重現性差。當pH＞8 時，大部分分散染料明顯分解；當pH＜4時，色光會暗沉。以醋酸-醋酸鈉作為緩沖溶液，染色pH控制在4～5為宜。

2.3.3 助劑

高溫下，分散染料穩定性大大降低，易聚集產生色點，需加入陰離子分散劑，在本實驗中加入勻染劑CWD以達到勻染效果。

2.4 基礎色樣的制作

2.4.1 制作要求

由專人負責基礎色樣的制作全過程，減少人為誤差。條件允許的情況下盡可能使用自動吸料或自動打樣系統。

基礎色樣所用染色用量應根據實際使用情況決定，一般選擇6～12個檔次，常用的有：0.005%、0.010%、0.050%、0.100%、0.500%、1.000%、1.500%、2.000%、3.000%、4.000%，用量分檔以實用為目的，不要求等差或者等比數列。基礎色樣系列的制作應在同一染色小樣機上進行。

用計算機測配色系統測定基礎色樣時，應測定多點，取平均值，且要在不同時間的同一臺分光光度計上測定。

為縮小因底布產生的誤差，基礎色樣的底布與大生產所用布應保持一致，包括底布的白度、平整度、毛效等。

2.4.2 基礎數據庫的建立

用選定的分散染料分別制作滌綸針織布和滌綸彈力針織布基礎色樣。測色結果作為基礎數據，形成兩個基礎色樣數據庫。

在制作基礎色樣時要進行空白對比，即用同樣的底布，不加染料，只用助劑，以相同的工藝染色。空白染色的底布同樣用分光光度計進行測量，并輸入相關數據。

3 結果與討論

3.1 基礎色樣數據庫的檢驗

對基礎色樣數據庫進行檢驗是必要的工作之一，在實踐中可以用多種辦法檢驗基礎色樣的準確性。

3.1.1 反射率檢測法

在一定染料用量下，織物顏色在不同的波長有著不同的反射率。正常情況下，各種染料質量分數下的波長曲線是相互平行，不會相交。圖1是分散紅LSF基礎色樣的反射率。

從圖1可見，各種染料質量分數的反射率曲線都較平滑，呈現出規律變化，各質量分數的曲線不會出現交叉、重疊的現象。隨著染料質量分數的增大，反射率逐漸降低。若基礎色樣數據庫的反射率符合這種現象，說明被測的基礎色樣是準確的；若反射率曲線有明顯的不規則起伏或者交叉，說明基礎色樣數據庫有問題，需要將異常質量分數的基礎色樣重新制作。

3.1.2 反射值檢測法

隨著染料用量的增加，織物的反射值（K/S值）發生變化，可以根據反射值變化的情況評價基礎色樣的準確性。圖2是分散紅LSF基礎色樣反射值隨染料質量分數的變化情況。

從圖2可見，在一定質量分數范圍內，反射值與染料質量分數成正比，即染料質量分數越大，反射率值越大。當質量分數增加到一定量（如圖中的3%）時，反射值的增加變緩。如果基礎色樣反射值隨染料質量分數的變化不符合上述規律，或在某個質量分數出現異常點，說明基礎色樣數據庫存在問題。異常點所對應的質量分數需要重新進行打樣和測量。

3.1.3 染料相對色力度法

染料相對色力度是衡量染料著色能力的重要指標，會隨著染料質量分數的變化而變化。圖3是分散紅LSF相對色力度隨著質量分數變化的情況。

從圖3可見，隨著染料質量分數的增大，相對色力度的變化由快到緩，曲線平滑有規律，沒有明顯的上下起伏，說明該基礎染樣符合要求。如果相對色力度的變化曲線有明顯的起伏，說明在起伏點處的基礎色樣不符合要求，需要重新打樣和測量。

3.1.4 反配法

反配法就是利用已經制作好的基礎色樣數據庫的資料，用計算機配算出各染料基礎色樣的質量分數。若計算機配算出的質量分數與基礎數據庫中存入的質量分數誤差在2%～3%，可認為基礎色樣是準確的；超過此誤差值，則需要重新制作基礎色樣。

3.2 計算機配色與修正

3.2.1 基本步驟

（1）用計算機測配色系統對目標色樣進行測量，給出預測配方，根據預測配方進行染色。

（2）用計算機測配色系統對染樣進行測量，得出與目標染樣的色差值，如果ΔE＞0.6，色差不合格，需要進行配方修正。計算機給出第一次修正配方，再進行染色。

（3）用計算機測配色系統對修改后的染樣進行測量。如果色差仍不合格，需要第二次修正配方，直到色差符合要求為止。

3.2.2 計算機配色和修正

表1是部分滌綸針織物用計算機測配色系統配色和修正結果。

表1 部分滌綸針織物色樣計算機配色及修正結果

續表1

表2是部分滌綸彈力針織物用計算機測配色系統配色及修正結果。

表2 部分滌綸針織物色樣計算機配色及修正結果

續表2

由表1和表2可知，兩種織物按計算機給出的預測配方染色，其色差要求（ΔE＜0.6）全部不達標；修正配方后再次染色和測量，有80%的色樣可以達到色差要求；經過第二次修正后，100%的色樣達到色差要求。說明在一般情況下，僅需要1～2 次修正和打樣就可以達到客戶或生產的要求，基本上保證24 h內完成精準配方，提升市場快速反應能力。

由表1和表2還可知，如果第一次修正后色差值ΔE大于0.6，第二次修正后色差值可得到明顯改善；如果第一次修正后色差值ΔE小于0.6，第二次修正后并無改善或色差值變大。因此，如果色差值已經在0.6以內，再修正并無實際效果，可以通過以往的經驗對配方進行微調以減小色差。

3.3 計算機測配色系統的局限性

計算機測配色系統在染整生產過程中的應用有一定的局限性。（1）染料的選擇。計算機測配色系統主要是對織物的顏色進行分析，而不涉及染料的上染性質和配伍性等方面。因此，在選擇染料組合時，計算機測配色系統可發揮的作用有限。（2）染色過程的影響因素。計算機測配色系統僅僅是對染色結果、染樣的顏色進行分析，但無法分析反應染色過程的影響因素。（3）數據庫的依賴性。染料在拼色時的相互作用使拼色時的上染行為和單色上染不一樣，造成配色有一定的偏差。計算機測配色是一個需要不斷學習的系統，對數據庫中染料的顏色數據有依賴性，因此，要適當增加數據庫中染料的種類。系統每一次校正的過程，可記錄下校正后的配方成為學習數據。下次再染相近顏色時，計算機會從基礎數據庫中和學習的數據庫中選出更精確的配方。所以，要想使配方的準確性更高，需要錄入更多次數的配方來豐富和充實系統數據庫。

4 結論

（1）在精準配方染色過程中應用計算機測配色系統的流程為：制作系列基礎色樣→對系列基礎色樣進行測量→建立基礎色樣數據庫→檢驗基礎色樣數據庫→應用基礎色樣數據庫。

（2）檢驗基礎數據庫的準確性可用反射率法、反射值法、染料相對色力度法以及反配法等來判斷。

（3）應用計算機測配色系統制定染料配方的工作流程為：測量目標色樣，獲取基準數據→運用基礎色樣數據庫制定預測染料配方→按預測染料配方染色，并測量染色樣品→與目標色樣對比，色差不符合要求需修正配方→用修正后的配方染色→測量修正后染色樣品→與目標色樣對比，色差不符合要求再次修正配方→重復，直到染色樣品色差達到要求。

（4）從生產實踐可知，一般情況下，計算機進行第一次修色，80%的染色結果可以達到色差要求；經二次修色后，100%染色結果達到色差要求，基本上保證24 h內完成精準配方，提升市場快速反應能力。