紡織品耐光色牢度色差值曝曬過程能力分析

黃 松，相立群

(1.江蘇省紡織產品質量監督檢驗研究院，江蘇南京 210007；2.上海羅中科技發展有限公司，上海 201800)

耐光色牢度是紡織品的重要檢測項目之一。在測試過程中，測試數據受到不同因素的影響，如輻照度、溫度、濕度、燈管、濾光片、距離、均勻性等[1-5]。日曬試驗機是紡織品耐光測試結果是否準確可靠的決定性設備，但是同設備不同批次、設備間性能各有差異，檢測機構目前需要一種行之有效的綜合評估數理統計方法。過程能力指數（CPK）從數值上能反映對過程的控制能力在哪個水平上，需不需要改進；當需要改進時，計算過程能力指數得到的偏移量和標準差能告訴我們是偏移大了導致，還是離散大了導致，有時也可能是兩者共同作用造成的。本課題擬從生產控制的角度來探討，將4 級藍色羊毛標樣一階段在不同Q-Sun設備上得到的色差值借助統計軟件Minitab進行過程能力分析，選出最佳耐光色牢度測試的設備，縮小設備間差距。檢測機構開展過程能力分析不僅是提高耐光試驗質量的重要途徑，也是提高技術管理水平的重要手段。

1 實驗

1.1 儀器與材料

儀器：Datacolor 800臺式分光光度儀[德塔顏色商貿（中國）有限公司]，Q-Sun B02、Q-Sun Xe-2（美國Q-Lab公司）。材料：藍色羊毛標樣4級（SDC Enterprises Limited），ISO 105 A02—1993 CIELAB色差值為1.7±0.3。

1.2 測試

測色孔徑SAV（10 mm照明，6.5 mm測量）；D65光源/10°，照明/觀測條件：0/d，100%UV（濾鏡off）。4級藍色羊毛標樣一階段按GB/T 8427—2008方法3進行曝曬20 h，制樣尺寸：45 mm×10 mm。

2 結果與討論

2.1 色差值測量系統分析

在分析每臺Q-Sun日曬試驗機的過程能力之前，需要確認現有的Datacolor 800 色差測量是有效可控的。校準后，選擇盲測法，安排3位操作員分別測量了10個具有代表性的、不同批次的4級藍色羊毛標樣一階段色差值，每個樣品測量3次，測試結果分析見表1、2。

表1 測試結果（DE）的量具R&R（交叉）方差分析

由表1可知，操作員P值=0.936，說明測量變異不取決于執行測量的操作員。

表2 量具R&R的方差分析

由表2 可知，合計量具R&R 在方差分量中的貢獻百分數為1.41%，遠小于部件間在方差分量中的貢獻百分數（98.59%）。這說明所有色差測量值中的波動基本上都是部件間引起的，測量系統誤差造成的波動非常小。可區分的類別數=11，遠大于5。合計量具R&R 在%研究變異中為11.88%，低于30%，說明測量系統是可以接受的。

色差值的量具R&R見圖1。

圖1 色差值的量具R&R（方差分析報告）

由圖1a 變異分量圖可以看出，再現性大于重復性，且圖1e部件×操作員圖中顯示操作員2、3的均值略有上揚，表明操作員之間略有差異；圖1b R控制圖顯示每個操作員測量的同一個部件的極差形成的控制圖數據點均落在控制限內，極差無特異，重復性較好；圖1c Xbar控制圖中22個點在控制限外，說明測量系統能夠提供用于該過程的有用數據。綜上所述，現有的色差值測量系統是可控的。

2.2 耐光曝曬過程能力分析

利用Minitab的Capability analysis 統計功能，得到No.1 Q-Sun B02 的能力過程報告如圖2 所示。由圖2a I 圖可知，過程受控制，可以進行過程能力分析；由圖2c 最后25 個觀測值可知，標繪點圍繞著過程均值隨機分布；由圖2d 能力柱狀圖可知，測量值都位于規格區間1.4～2.0 內；由圖2e 正態概率圖可知，P值0.523＞α=0.05，符合正態分布；由圖2f 能力圖可知，Cpk 為1.64，1.64＞Cpk≥1.33，屬于2 級，過程能力充足，技術管理能力很好，應繼續保持。Pp=1.73，Ppk=1.70，兩者約等于Cp 和Cpk，這表明當前的過程能力非常接近過程固有的能力，過程中不存在組件差異過大的特殊因素，應當從尋找隨機因素入手提高過程能力。

圖2 No.1耐光機4級藍色羊毛標樣一階段的曝曬過程能力報告圖

以No.2 Q-Sun Xe-2h的能力過程報告圖為例，舉例具體分析過程能力。由圖3a I 圖可知，過程受控制，可以進行過程能力分析；由圖3c最后25個觀測值可知，標繪點圍繞著過程均值隨機分布；由圖3d 能力柱狀圖可知，測量值都位于規格區間1.4～2.0 內；由圖3e 整體概率圖可知，P值0.366＞α=0.05，符合正態分布；由圖3f能力圖可知，Cpk為1.10，1.33＞Cpk≥1.00，屬于3級，過程能力正常，技術管理能力較好，還有提升的空間。

圖3 No.2耐光機4級藍色羊毛標樣一階段的曝曬過程能力報告圖

No.3耐光機4級藍色羊毛標樣一階段的曝曬過程能力報告圖見圖4。

圖4 No.3耐光機4級藍色羊毛標樣一階段的曝曬過程能力報告圖

以No.3 Q-Sun Xe-2h的能力過程報告圖為例，舉例分析過程能力。由圖4a I圖可知，過程受控制，可以進行過程能力分析；由圖4c最后25個觀測值可知，標繪點圍繞著過程均值隨機分布；由圖4d能力柱狀圖可知，測量值都位于規格區間1.4～2.0內；由圖4e正態概率圖可知，P值0.258＞α=0.05，符合正態分布；由圖4f 能力圖可知，Cpk 為1.21，1.33＞Cpk≥1.00，屬于3級，過程能力正常，技術管理能力較好，還有提升空間。

3 結論

（1）通過4 級藍色羊毛標樣的一階段耐光色牢度色差值曝曬過程能力分析，得出No.1耐光機的Cpk=1.64（級別2）＞No.3 耐光機的Cpk=1.21（級別3）＞No.2耐光機的Cpk=1.10（級別3）。

（2）紡織品耐光色牢度最合適在No.1機上曝曬，No.2 機和No.3 機的過程能力正常，應采取改善措施，還有提升空間。

（3）過程能力分析可以數值化，清晰地呈現不同耐光機臺之間的差異，為提高耐光技術管理水平提供了新思路。