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(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，江蘇南京 210007；2.上海羅中科技發(fā)展有限公司，上海 201800)

耐光色牢度是紡織品的重要檢測項(xiàng)目之一。在測試過程中，測試數(shù)據(jù)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(yàn)機(jī)是紡織品耐光測試結(jié)果是否準(zhǔn)確可靠的決定性設(shè)備，但是同設(shè)備不同批次、設(shè)備間性能各有差異，檢測機(jī)構(gòu)目前需要一種行之有效的綜合評(píng)估數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法。過程能力指數(shù)（CPK）從數(shù)值上能反映對(duì)過程的控制能力在哪個(gè)水平上，需不需要改進(jìn)；當(dāng)需要改進(jìn)時(shí)，計(jì)算過程能力指數(shù)得到的偏移量和標(biāo)準(zhǔn)差能告訴我們是偏移大了導(dǎo)致，還是離散大了導(dǎo)致，有時(shí)也可能是兩者共同作用造成的。本課題擬從生產(chǎn)控制的角度來探討，將4 級(jí)藍(lán)色羊毛標(biāo)樣一階段在不同Q-Sun設(shè)備上得到的色差值借助統(tǒng)計(jì)軟件Minitab進(jìn)行過程能力分析，選出最佳耐光色牢度測試的設(shè)備，縮小設(shè)備間差距。檢測機(jī)構(gòu)開展過程能力分析不僅是提高耐光試驗(yàn)質(zhì)量的重要途徑，也是提高技術(shù)管理水平的重要手段。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器與材料

儀器：Datacolor 800臺(tái)式分光光度儀[德塔顏色商貿(mào)（中國）有限公司]，Q-Sun B02、Q-Sun Xe-2（美國Q-Lab公司）。材料：藍(lán)色羊毛標(biāo)樣4級(jí)（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(jí)藍(lán)色羊毛標(biāo)樣一階段按GB/T 8427—2008方法3進(jìn)行曝曬20 h，制樣尺寸：45 mm×10 mm。

2 結(jié)果與討論

2.1 色差值測量系統(tǒng)分析

在分析每臺(tái)Q-Sun日曬試驗(yàn)機(jī)的過程能力之前，需要確認(rèn)現(xiàn)有的Datacolor 800 色差測量是有效可控的。校準(zhǔn)后，選擇盲測法，安排3位操作員分別測量了10個(gè)具有代表性的、不同批次的4級(jí)藍(lán)色羊毛標(biāo)樣一階段色差值，每個(gè)樣品測量3次，測試結(jié)果分析見表1、2。

表1 測試結(jié)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(zhí)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(jì)量具R&R 在方差分量中的貢獻(xiàn)百分?jǐn)?shù)為1.41%，遠(yuǎn)小于部件間在方差分量中的貢獻(xiàn)百分?jǐn)?shù)（98.59%）。這說明所有色差測量值中的波動(dòng)基本上都是部件間引起的，測量系統(tǒng)誤差造成的波動(dòng)非常小?？蓞^(qū)分的類別數(shù)=11，遠(yuǎn)大于5。合計(jì)量具R&R 在%研究變異中為11.88%，低于30%，說明測量系統(tǒng)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(bào)告）

由圖1a 變異分量圖可以看出，再現(xiàn)性大于重復(fù)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(yáng)，表明操作員之間略有差異；圖1b R控制圖顯示每個(gè)操作員測量的同一個(gè)部件的極差形成的控制圖數(shù)據(jù)點(diǎn)均落在控制限內(nèi)，極差無特異，重復(fù)性較好；圖1c Xbar控制圖中22個(gè)點(diǎn)在控制限外，說明測量系統(tǒng)能夠提供用于該過程的有用數(shù)據(jù)。綜上所述，現(xiàn)有的色差值測量系統(tǒng)是可控的。

2.2 耐光曝曬過程能力分析

利用Minitab的Capability analysis 統(tǒng)計(jì)功能，得到No.1 Q-Sun B02 的能力過程報(bào)告如圖2 所示。由圖2a I 圖可知，過程受控制，可以進(jìn)行過程能力分析；由圖2c 最后25 個(gè)觀測值可知，標(biāo)繪點(diǎn)圍繞著過程均值隨機(jī)分布；由圖2d 能力柱狀圖可知，測量值都位于規(guī)格區(qū)間1.4～2.0 內(nèi)；由圖2e 正態(tài)概率圖可知，P值0.523＞α=0.05，符合正態(tài)分布；由圖2f 能力圖可知，Cpk 為1.64，1.64＞Cpk≥1.33，屬于2 級(jí)，過程能力充足，技術(shù)管理能力很好，應(yīng)繼續(xù)保持。Pp=1.73，Ppk=1.70，兩者約等于Cp 和Cpk，這表明當(dāng)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(yīng)當(dāng)從尋找隨機(jī)因素入手提高過程能力。

圖2 No.1耐光機(jī)4級(jí)藍(lán)色羊毛標(biāo)樣一階段的曝曬過程能力報(bào)告圖

以No.2 Q-Sun Xe-2h的能力過程報(bào)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(jìn)行過程能力分析；由圖3c最后25個(gè)觀測值可知，標(biāo)繪點(diǎn)圍繞著過程均值隨機(jī)分布；由圖3d 能力柱狀圖可知，測量值都位于規(guī)格區(qū)間1.4～2.0 內(nèi)；由圖3e 整體概率圖可知，P值0.366＞α=0.05，符合正態(tài)分布；由圖3f能力圖可知，Cpk為1.10，1.33＞Cpk≥1.00，屬于3級(jí)，過程能力正常，技術(shù)管理能力較好，還有提升的空間。

圖3 No.2耐光機(jī)4級(jí)藍(lán)色羊毛標(biāo)樣一階段的曝曬過程能力報(bào)告圖

No.3耐光機(jī)4級(jí)藍(lán)色羊毛標(biāo)樣一階段的曝曬過程能力報(bào)告圖見圖4。

圖4 No.3耐光機(jī)4級(jí)藍(lán)色羊毛標(biāo)樣一階段的曝曬過程能力報(bào)告圖

以No.3 Q-Sun Xe-2h的能力過程報(bào)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(jìn)行過程能力分析；由圖4c最后25個(gè)觀測值可知，標(biāo)繪點(diǎn)圍繞著過程均值隨機(jī)分布；由圖4d能力柱狀圖可知，測量值都位于規(guī)格區(qū)間1.4～2.0內(nèi)；由圖4e正態(tài)概率圖可知，P值0.258＞α=0.05，符合正態(tài)分布；由圖4f 能力圖可知，Cpk 為1.21，1.33＞Cpk≥1.00，屬于3級(jí)，過程能力正常，技術(shù)管理能力較好，還有提升空間。

3 結(jié)論

（1）通過4 級(jí)藍(lán)色羊毛標(biāo)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(jī)的Cpk=1.64（級(jí)別2）＞No.3 耐光機(jī)的Cpk=1.21（級(jí)別3）＞No.2耐光機(jī)的Cpk=1.10（級(jí)別3）。

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

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