1、测色与计算机配色第八章 计算机配色,染色生产中的配色方法 人工配色印染厂接到加工样品后，先由配色工作者凭经验或集存的参考档案估算染色配方，经多次小样试染和修改满意后，再提交生产。 计算机配色,第一节 引 言,正确配色会获得以下效益 染料的成本会降至最少，一般降低10-30% 降低光源色变，给出不同光源下的准确配方 降低配色次数，提高打样效率 对变色现象进行预测，预先得知配方颜色的品质 具有精确的修色功能修正配方、统计小样与生产大样的差异系数、生产机台之间的差异等，提高对色率 方便的数字化存档管理，并且可以与自动称量系统、小样染色机、在线检测系统连网 染料、助剂的检验分析，力份、助剂效果判定等,
2、计算机配色的优点：,人工智能精明配色,Datamatch计算机配色软件,计算机配色的三种方式 色号归档检索以往生产的品种按色度值分类编号、存档，需要时输出，可以避免实样保存中的变褪色，但只是近似配方。 反射光谱匹配最完善的配色（无条件等色），但是计算复杂，不容易真正实现。 三刺激值匹配条件等色（如上图），与光源和观察者关系密切。但却是计算机配色所采用的方式。,第二节 电子计算机配色的方法,计算机配色时，多数情况是： 基础光源采用CIE标准施照态D65观察者采用CIE标准观察者同时提供CIE标准施照态A、 冷白荧光灯CWF、三基色荧光灯TL-84等条件下的色差数据。可据此判断每个处方的条件等色程
3、度。,K/S = （1-）2/2 -（1-0）2/2 0 = k*C,第三节 计算机配色的基本原理,实现计算机配色的关键在反射率和染料浓度之间建立过渡函数，该函数与反射率成简单关系，与染料浓度成线性关系。有这样的函数吗？KUBELKA MUNK函数可以吗？,KUBELKA MUNK函数的推导过程（略） KUBELKA MUNK函数推导时的假设： 样品的折射率无变化 光线在样品内被足够地散射，成完全扩散状态。 光线在样品介质内的运动方向或所谓通道只有两个，一个超上，一个超下，并且垂直于界面。,由于纺织品在一些情况下，不能够遵守上面的假设，因此上述关系式经常需要校正。例如 镜面反射问题在积分球中的
4、适当位置装上镜面吸收装置。 将光线在样品介质内的运动方向或所谓通道增加到4或6个，因此需要引入更多的系数，但是计算变的非常复杂。虽然上述校正有一定作用，但是对配色的精度提高改善并不显著。,因此，目前计算机配色理论，仍然以KUBELKA MUNK函数为主。当染色较深时，K/S值与染料浓度的直线关系发生偏离后，可以在两个相邻的两个较小的浓度范围内，用内插法解决。,KUBELKA MUNK函数K/S=（1-）2/2 对于不透明的纺织品而言，吸收系数K和散射系数S具有加和性，因此 K/S=K0+K1+K2+ K n / S0+S1+S2+ S n K0 S0 -纤维的吸收系数和散射系数 Kn S n
5、各染料的吸收系数和反射系数，通常由于染料粒子太小，因此S1、 S n 与S0比较很小，可以忽略，即S= S0,因此，对于多个染料染色的纺织品的（K/S）n值：（K/S）n=K0+K1+K2+ K n / S0=K0/S0+ +Kn/S0 根据KUBELKA MUNK函数，在一定染色浓度范围内，K/S与纤维上的染料浓度成一定的线性关系：K/S=kC 其中k单位浓度的K/S值。 对于多个染料配色的（K/S）n=K0/S0+ +k n* Cn,如果在可见光范围内（400-700nm），每间隔20nm测量一组数据，共16组，则由上述方程可以得到16个方程组成的方程组： （K/S）n，=（K/S）0，+
6、 +k n ， * C n其中=400，420，440， ，700nm；只有染料浓度是未知数，因此方程数远远大于变量数，故有无数解（染料处方） 可以用最小二乘法解决，在标准样与配方样之间的反射率差最小时，求配方染料浓度。然后经过重复改善得到最佳配方。,染料配方得到了！ 配色结束了吗？ NO！ 修色！,修色理论 将KUBELKA MUNK函数K/S=（1-）2/2 变形 得到：（）=1+（K/S）-1+（K/S） 2-11/2 由（）可以计算出三刺激值X、Y、Z,利用上述计算的三刺激值，计算理论样品与标准样品之间的色差。比较色差是否在允许范围内。在允许范围内计算不同光源下的色变指数和成本，打印结
7、果。不在允许范围内修正染料浓度,修正方法 先计算三刺激值差： X=（X/c1）c1+（X/c2）c2+（X/c3）c3 Y=（Y/c1）c1+（Y/c2）c2+（Y/c3）c3 Z=（Z/c1）c1+（Z/c2）c2+（Z/c3）c3 其中：c1、c2、c3为修色前配方的染料浓度X c1 如果设： t = Y c = c2 Z c3,另外，还设X/c1 X/c2 X/c3B = Y/c1 Y/c2 Y/c3Z/c1 Z/c2 Z/c3则：方程式可以写为 t =B c 所以： c = B-1 t 而修色后的配方染料浓度C1A、 C2A、 C3A 分别为 C1A = C1 + C1 C2A = C
8、2 + C2 C3A = C3 + C3,利用上述计算的C1A、 C2A、 C3A ，按照上述的方法继续计算理论样品与标准样品之间的色差。比较色差是否在允许范围内。在允许范围内计算不同光源下的色变指数和成本，打印结果。不在允许范围内继续修正染料浓度、方法同上。如此重复直到色差符合要求。,化验室的染色样,化验室染色可以使误差加倍!,预测配方的误差,ANLAB (40) 相当于染料浓度units 的差异 (%),产业上所允许的范围 1 - 2 5第一次电脑预测配方的结果在状况良好时 2 - 3 10 - 20在状况不好时 5 30硬件 / 软件 满意 基础资料的制备 化验室计量的过程,导致染色匹配
9、错误的主要原因,染色匹配的影响因素,化验室染色的正确性 ( 四个颜色由五个技术人员下染色四次),化验室的重复性,电脑配色系统配色的结果 (采用十个色样来预测配方 ),配 方 的 预 测,水的品质 基材的前处理质量 基材的上色能力 基材的重量 染料 与化学助剂的称量 染料 与化学助剂的滴液或调制方法 染料的选择,影 响 再 现 性 的 因 素,染料的标准化程度 染浴的添加物 浴比 染浴的 pH 值 染机的流速与反转状况 时间 / 温度的控制条件,影 响 再 现 性 的 因 素,准确性 vs 重复性,t,r,t = PASS / FAIL 允差范围= 0.7 CMC(2:1),r = 染 色 重
10、复 性= 1.2 CMC(2:1),完美的配方在化验室染色时, 色样合格 / 不合格的概率是 4 : 1 .,预 测 配 方,加成性假设 假设在不同组合中的染料 , 与基础资料中的个别染料会有一样的加成作用 . 没有考虑的因素 : 上色性的好坏 交互影响 阻染性 荧光效应 浮色 / 表面染色 助剂的影响 好的电脑配色系统 ,应会使第一次预测配方的 DE 1.0 CMC单位 .,预 测 配 方 理 论 的 假 设,测色与配色软件数据库中应该存在的资料：标准照明体A、B、C、D65、TL84、CWF等的光谱功率分布值2和10标准色度观察者光谱三刺激值x() 、 y() 、 z() 各种计算公式配方
11、计算、配方修正公式、色差式、三刺激值计算、成本计算、反射率、白度、深度等等。,第四节 计算机配色的实施步骤,测色与配色软件数据库中应该输入的资料： 确定染料并进行编号 染料的力份与价格 选择参与配方的染料与配方的染料数量 配方色差允许范围 空白染色织物的反射率值 标准色样的分光反射率值 基础色样的染料浓度和分光反射率值,电脑配色的结果,完全依赖基础资料品质的好坏.,全部资料包括：浸染与轧染等不同染色方式制作的基础资料 包括制作浸染及连续染色基础资料所有的相关信息。这些信息包括,预测配方的基础资料,基材 染色程序 染料 / 助剂 空白染色 制订染色浓度级数 确认已知配方,基 础 资 料 的 制
12、备,制定每支染料的浓度 :,0.1% 0.25% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0% 3.0% 4.0%,+,YELLOW ARLRUBINE A5BLBLUE ANL,空白色样,基 础 资 料 的 制 备,染料的制造厂商 委托他人制作 由自己亲自制作,基础资料的来源,品质较高 免费 可以很快地拿来运用 可以额外地增加咨询的对象 基材、染色过程、分光测色仪器等不同 不能抱怨资料品质 混用不同供应商资料时易产生不可预期的异常,染料制造厂商的基础资料,基材、染色过程、分光测色仪器等皆与你的一样 可以很快拿来运用 有免费的咨询和应用技术支援 非常昂貴 不见得一定比你自己做的好,委托定制的基础资料
13、,完全按照实际状况制作 应有最佳的效果 弹性大 能够随时修正 昂贵 占据作业人员大量的工作时间,自己亲自制作,先由人目视检查色样情况 准确测量色样反射率 检查反射率曲线 检查 浓度 与 Log K/S 的曲线关系 由已知配方确认结果 持续地监测配色的效果,输入新的基础资料后 注意以下六个问题,檢查反射率 :-基材 - 正確 , 未受污染染色樣 - 正確次序 - 濃度遞增染色樣 - 未受污染 - 曲線是否交叉,K/S=K*C 即：K/S与浓度C是线性关系,理论上 一条直线 实际上 一条平滑曲线,一个不良染色样 可以舍弃不用,两个染色样测色时出现了顺序错误,在低浓度时染料被破坏,浓度提高 K/S
14、反而降低,当所有问题都同时发生时!,原始计算 依据实际测试资料计算 色相修正 假设 K/S值与浓度呈正比关系. 浓度修正 吻合 CUBIC 平滑线形关系,存储 K/S 资料,电脑配方的计算：运用计算机已经储存的资料和输入的资料，计算配方中染料的浓度。 染料单位浓度K/S值计算 标准色样与空白染色织物的K/S值计算 一个常数的计算机配方计算取16个波长点，共有16个方程式。首先计算染料配方的近似值，然后经过重复的修色计算，获得最佳的三刺激值匹配。,输出配方 小样染色 配方修正并输出 校正后的配方进行染色 ,0 20 40 60 80,x = 540 nm,x,x,x,x,x,x,x,x,mm,纤维直径对染料的力度的影响,0 0.5 1.0,20151050,X,X,X,X,K/S,渗透 Penetration,纤维表面上色的影响,直接染在混纺织物 或者每一成份分别做基础色样 必须考虑 : 染色的条件 浴比 特殊的助剂 染色后水洗条件 当在使用配色程式预测配方时 ,应考虑混纺比率计算配方 .,混纺纤维 例 : POLY / COTTON,有两种情形 : 基材变黄时 仅对于白基材作整理加工 染料会改变色相时 将染色后的所有的基础资料均需要做整理加工,整 理 加 工,
