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1、q测色与计算机配色q第八章 计算机配色计算机配色染色生产中的配色方法q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。q计算机配色第一节第一节 引引 言言q正确配色会获得以下效益正确配色会获得以下效益染料的成本会降至最少，一般降低染料的成本会降至最少，一般降低10-30%10-30%降低光源色变，给出不同光源下的准确配方降低光源色变，给出不同光源下的准确配方降低配色次数，提高打样效率降低配色次数，提高打样效率q对对变色现象进行预测，预先得知配方颜色的品质变色现象进行预测，预先得知配方颜色的品质q具有精确的修色功能具有精确的
2、修色功能修正配方、统计小样与生产大修正配方、统计小样与生产大样的差异系数、生产机台之间的差异等，提高对色率样的差异系数、生产机台之间的差异等，提高对色率q方便的数字化存档管理，并且可以与自动称量系统、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、在线检测系统连网小样染色机、在线检测系统连网q染料、助剂的检验分析，力份、助剂效果判定等染料、助剂的检验分析，力份、助剂效果判定等计算机配色的优点：人工智能精明配色人工智能精明配色Datamatch计算机配色软件计算机配色软件计算机配色的三种方式计算机配色的三种方式q色号归档检索色号归档检索以往生产的品种按色度值分类编号、以往生产的品种按色
3、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，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。但只是近似配方。q反射光谱匹配反射光谱匹配最完善的配色（无条件等色），但最完善的配色（无条件等色），但是计算复杂，不容易真正实现。是计算复杂，不容易真正实现。q三刺激值匹配三刺激值匹配条件等色（如上图），与光源和观条件等色（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。察者关系密切。但却是计算机配色所采用的方式。第二节第二节 电子计算机配色的方法电子计算机配色的方法计算机配色时，多数情况是：计算机配色时，多数情况是：q基础光源基础光源采用采用CIECIE标
4、准施照态标准施照态D65D65q观察者观察者采用采用CIECIE标准观察者标准观察者q同时提供同时提供CIECIE标准施照态标准施照态A A、 冷白荧光灯冷白荧光灯CWFCWF、三基三基色荧光灯色荧光灯TL-84TL-84等条件下的色差数据。可据此判断每等条件下的色差数据。可据此判断每个处方的条件等色程度。个处方的条件等色程度。K/S = （1-）2/2 -（1-0）2/2 0 = k*C第三节第三节 计算机配色的基本原理计算机配色的基本原理 实现计算机配色的关键实现计算机配色的关键在在反射率反射率和和染料浓染料浓度度之间建立过渡函数，该函数与之间建立过渡函数，该函数与反射率反射率成成简单关简
5、单关系系，与，与染料浓度染料浓度成成线性关系线性关系。 有这样的函数吗？有这样的函数吗？KUBELKA MUNKKUBELKA MUNK函数可函数可以吗？以吗？qKUBELKA MUNKKUBELKA MUNK函数的推导过程（略）函数的推导过程（略）qKUBELKA MUNKKUBELKA MUNK函数推导时的假设：函数推导时的假设：1.1.样品的折射率无变化样品的折射率无变化2.2.光线在样品内被足够地散射，成完全扩散状态。光线在样品内被足够地散射，成完全扩散状态。3.3.光线在样品介质内的运动方向或所谓通道只有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
6、。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。例如假设，因此上述关系式经常需要校正。例如q镜面反射问题镜面反射问题在积分球中的适当位置装上镜面吸在积分球中的适当位置装上镜面吸收装置。收装置。q将光线在样品介质内的运动方向或所谓通道增加到将光线在样品介质内的运动方向或所谓通道增加到4 4或或6 6个个，因此需要引入更多的系数，但是计算变的非，因此需要引入更多的系数，但是计算变的非常复杂。常复杂。 虽然上述校正有一定作用，但是对配色的精度虽然上述校正有一定作用，但是对配色的精度提高改善
7、并不显著。提高改善并不显著。因此，目前计算机配色理论，仍然以因此，目前计算机配色理论，仍然以KUBELKA KUBELKA MUNKMUNK函数为主。函数为主。当染色较深时，当染色较深时，K/SK/S值与染料浓度的直线关系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发生偏离后，可以在两个相邻的两个较小的浓度范围内，用浓度范围内，用内插法内插法解决。解决。KUBELKA MUNKKUBELKA MUNK函数函数 K/S= K/S=（1-1- ）2 2/2 /2 q对于不透明的纺织品而言，吸收系数对于不透明的纺织品而言，吸收系数K K和散射和散射系数系数S S具有加和性，因此具有加
8、和性，因此qK/S=KK/S=K0 0+K+K1 1+K+K2 2+ + K K n n / / S S0 0+S+S1 1+S+S2 2+ + S S n n qK K0 0 S S0 0 -纤维的吸收系数和散射系数纤维的吸收系数和散射系数qK Kn n S S n n 各染料的吸收系数和反射系数，通各染料的吸收系数和反射系数，通常由于染料粒子太小，因此常由于染料粒子太小，因此S S1 1、 S S n n 与与S S0 0比比较很小，可以忽略，即较很小，可以忽略，即S= SS= S0 0q因此，对于因此，对于多个染料多个染料染色的纺织品的（染色的纺织品的（K/SK/S）n n值：值： （K
9、/SK/S）n n=K=K0 0+K+K1 1+K+K2 2+ + K K n n / / S S0 0=K=K0 0/S/S0 0+ + + +K Kn n/S/S0 0q根据根据KUBELKA MUNKKUBELKA MUNK函数函数，在一定染色浓度范围内，在一定染色浓度范围内，K/SK/S与纤维上的染料浓度成一定的线性关系：与纤维上的染料浓度成一定的线性关系：K/S=kK/S=kC C 其中其中kk单位浓度的单位浓度的K/SK/S值。值。q对于多个染料配色的（对于多个染料配色的（K/SK/S）n=n=K K0 0/S/S0 0+ + +k +k n n* * C Cn nq如果在可见光范
10、围内（如果在可见光范围内（400-700400-700nmnm），），每间隔每间隔2020nmnm测量一组数据，共测量一组数据，共1616组，则由上述方程可以得到组，则由上述方程可以得到1616个方程组成的方程组个方程组成的方程组：q（K/SK/S）n n，= =（K/SK/S）0 0，+ + +k +k n n ， * C * C n n其中其中=400=400，420420，440440， ，700nm700nm；只有染料浓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）数解（染料处方）q可以用最小二乘法解决，在标准样与配方
11、样之间的可以用最小二乘法解决，在标准样与配方样之间的反射率反射率差差最小时，求配方染料浓度。然后经过最小时，求配方染料浓度。然后经过重复重复改善改善得到得到最佳配方。最佳配方。染料配方得到了！配色结束了吗？NO！修色！修色理论修色理论q将将KUBELKA MUNKKUBELKA MUNK函数函数 K/S=K/S=（1-1- ）2 2/2 /2 变形变形q得到：得到： （）=1+=1+（K/SK/S）-1+-1+（K/SK/S） 2 2-1-11/21/2q由由（）可以计算出三刺激值可以计算出三刺激值X X、Y Y、Z Zq利用上述计算的三刺激值，计算理论样品与标利用上述计算的三刺激值，计算理论
12、样品与标准样品之间的色差。比较色差是否在允许范围内。准样品之间的色差。比较色差是否在允许范围内。q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计算不同光源下的色变指数和成本，打印结果。成本，打印结果。q不在允许范围内不在允许范围内修正染料浓度修正染料浓度修正方法修正方法q先计算三刺激值差：先计算三刺激值差：X=（X/c1）c1+（X/c2）c2+（X/c3）c3Y=（Y/c1）c1+（Y/c2）c2+（Y/c3）c3Z=（Z/c1）c1+（Z/c2）c2+（Z/c3）c3其中：其中：c1、c2、c3为修色前配方的染料浓度为修色前配方的染料浓度 X c1q如果设：如果设： t = Y c
13、= c2 Z c3q另外，还设另外，还设 X/c1 X/c2 X/c3 B = Y/c1 Y/c2 Y/c3 Z/c1 Z/c2 Z/c3则：方程式可以写为则：方程式可以写为 t =B c 所以：所以： c = B-1 t 而而修色后的配方染料浓度修色后的配方染料浓度C1A、 C2A、 C3A 分别为分别为 C1A = C1 + C1 C2A = C2 + C2 C3A = C3 + C3q 利用上述计算的利用上述计算的C C1 1A A、 C C2 2A A、 C C3 3A A ，按照上述的按照上述的方法继续计算方法继续计算理论样品理论样品与与标准样品标准样品之间的之间的色差色差。比。比较
14、色差是否在允许范围内。较色差是否在允许范围内。q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计算不同光源下的色变指数和成本，打印结果。本，打印结果。q不在允许范围内不在允许范围内继续继续修正染料浓度、方法同上。修正染料浓度、方法同上。如此重复直到色差符合要求如此重复直到色差符合要求。化验室的染色样化验室的染色样 化验室染色可以使误差加倍化验室染色可以使误差加倍!新色样新色样预测配方的误差预测配方的误差 基础资料的误差基础资料的误差 化验室的染色误差化验室的染色误差DE = 0.5DE = 0.5预测配方的误差预测配方的误差ANLAB (40) 相当于染料浓度相当于染料浓度 units
15、的差异的差异 (%)产业上所允许的范围产业上所允许的范围 1 - 2 5第一次电脑预测配方的结果第一次电脑预测配方的结果在状况良好时在状况良好时 2 - 310 - 20在状况不好时在状况不好时 5 30硬件硬件 / 软件软件 满意满意基础资料的制备基础资料的制备化验室计量的过程化验室计量的过程导致染色匹配错误的主要原因导致染色匹配错误的主要原因染色匹配的影响因素染色匹配的影响因素 Average DE0.831.44Spread DE0.2 - 3.40.22 - 4.7技术较好人员技术较好人员的变化状况的变化状况 技术平平人员技术平平人员的变化状况的变化状况 化验室染色的正确性化验室染色的
16、正确性 ( 四个颜色由五个技术人员下染色四次四个颜色由五个技术人员下染色四次)化验室的重复性化验室的重复性 电脑配色系统配色的结果电脑配色系统配色的结果 (采用十个色样来预测配方采用十个色样来预测配方 )与与 标标 准准 样样 的的 色色 差差 值值 第一次预测配方第一次预测配方电脑修色后电脑修色后Average DE 2.91.8Spread DE 1.32 - 5.30.8 - 3.8一个良好的系统第一次的预测配方将会在一个良好的系统第一次的预测配方将会在 DE = 1.0 以下以下配配 方方 的的 预预 测测q水的水的品质品质q基材的前处理质量基材的前处理质量q基材的上色能力基材的上色能
17、力q基材的重量基材的重量q染料染料 与与化学助剂的称量化学助剂的称量q染料染料 与与化学助剂的化学助剂的滴液或滴液或调制调制方法方法q染料的染料的选择选择 影影 响响 再再 现现 性性 的的 因因 素素q染料的染料的标准标准化程度化程度q染浴的添加物染浴的添加物q浴比浴比q染浴的染浴的 pH 值值q染机染机的流速的流速与与反转状况反转状况q时间时间 / 温度的控制条件温度的控制条件影影 响响 再再 现现 性性 的的 因因 素素q准确性准确性 vs 重复性重复性trt = PASS / FAIL t = PASS / FAIL 允差范围允差范围允差范围允差范围 = 0.7 = 0.7 CMC(2
18、:1) CMC(2:1) r = r = 染染染染 色色色色 重重重重 复复复复 性性性性 = 1.2 = 1.2 CMC(2:1)CMC(2:1)Vr / Vt = 2.3 / 0.46Vr / Vt = 5:1 (大约值大约值)完美的配方在化验室染色时完美的配方在化验室染色时, 色色样合格样合格 / 不合格的概率是不合格的概率是 4 : 1 .预预 测测 配配 方方q加成性假设加成性假设假设在不同组合中的染料假设在不同组合中的染料 , 与与基础资料中的基础资料中的个别染料会有一样的加成作用个别染料会有一样的加成作用 .q没有考虑的因素没有考虑的因素 :上色性的好坏上色性的好坏交互影响交互影
19、响 阻染性阻染性荧光效应荧光效应浮色浮色 / 表面染色表面染色 助剂的影响助剂的影响q好的好的电脑配色系统电脑配色系统 ,应会使应会使第一次第一次预测预测配方的配方的 DE 1.0 CMC单位单位 .预预 测测 配配 方方 理理 论论 的的 假假 设设测色与配色软件测色与配色软件数据库数据库中应该中应该存在存在的资料：的资料：q 标准照明体标准照明体A A、B B、C C、D D6565、TLTL8484、CWFCWF等的等的光谱功光谱功率分布率分布值值q 2 2 和和1010 标准色度观察者光谱三刺激值标准色度观察者光谱三刺激值x(x( ) ) 、 y(y( ) ) 、 z( z( ) )
20、q 各种计算公式各种计算公式配方计算、配方修正公式、色差配方计算、配方修正公式、色差式、三刺激值计算、成本计算、反射率、白度、深度式、三刺激值计算、成本计算、反射率、白度、深度等等。等等。第四节第四节 计算机配色的实施步骤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：测色与配色软件数据库中应该输入的资料：1.确定染料并进行编号确定染料并进行编号2.染料的力份与价格染料的力份与价格3.选择参与配方的染料与配方的染料数量选择参与配方的染料与配方的染料数量4.配方色差允许范围配方色差允许范围5.空白染色织物的反射率值空白染色织物的反射率值6.标准色样的分光反射率值标准色样的分光反射率值7
21、.基础色样的染料浓度和分光反射率值基础色样的染料浓度和分光反射率值q电脑配色的结果电脑配色的结果, ,完全依赖基础资料品完全依赖基础资料品质的好坏质的好坏. .q全部资料包括：浸染与轧染等不同染色全部资料包括：浸染与轧染等不同染色方式制作的基础资料方式制作的基础资料 包括制作浸染及包括制作浸染及连续染色基础资料所有的相关信息。连续染色基础资料所有的相关信息。q这些信息包括这些信息包括预测预测配方的基础资料配方的基础资料q基材基材q染色程序染色程序q染料染料 / 助助剂剂q空白染色空白染色q制订染色浓度级数制订染色浓度级数q确认已知配方确认已知配方基基 础础 资资 料料 的的 制制 备备制定每支
22、染料的浓度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% +YELLOWARLRUBINEA5BLBLUEANL空白色样空白色样基基 础础 资资 料料 的的 制制 备备q染料的制造厂商染料的制造厂商q委托他人制作委托他人制作q由自己由自己亲自制作亲自制作基础资料的来源基础资料的来源q品质较高品质较高q免费免费q可以很快地拿来运用可以很快地拿来运用q可以额外地增加咨询的对象可以额外地增加咨询的对象q基材、染色过程、分光测色仪器基材、染色过程、分光测色仪器.等等不同不同q不能抱怨资料品质不能抱怨资料品质q混用不同供应商资料时易产生不可预期的异
23、常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染料制造厂商的基础资料q基材、染色过程、分光测色仪器基材、染色过程、分光测色仪器.等皆与你的等皆与你的一样一样q可以很快拿来运用可以很快拿来运用q有有免费的咨询和应用技术支援免费的咨询和应用技术支援q非常昂貴非常昂貴q不不见见得一定比你自己做的好得一定比你自己做的好委托定制的基础资料委托定制的基础资料q完全按照实际状况制作完全按照实际状况制作 应有最佳应有最佳的效果的效果q弹性大弹性大 能够随时修正能够随时修正q昂贵昂贵 占据作业人员大量的工作时占据作业人员大量的工作时间间自己亲自制作自己亲自制作q先由人先由人目视检查色样情况目视
24、检查色样情况q准确测量色样反射率准确测量色样反射率q检查反射率曲线检查反射率曲线q检查检查 浓度浓度 与与 Log K/S Log K/S 的的曲线关系曲线关系q由由已知配方确认结果已知配方确认结果q持续地监测配色的效果持续地监测配色的效果输入新的基础资料后输入新的基础资料后注意以下六个问题注意以下六个问题檢查反射率檢查反射率 :- :-基材基材 - - 正確正確 , , 未受污染未受污染染色樣染色樣 - - 正確次序正確次序 - - 濃度遞增濃度遞增染色樣染色樣 - - 未受污染未受污染 - - 曲線是否交叉曲線是否交叉K/S=K*C 即：K/S与浓度C是线性关系理论上理论上 一条直线一条直
25、线实际上实际上 一条平滑曲线一条平滑曲线一个不良染色样一个不良染色样可以舍弃不用可以舍弃不用两个染色样测色时出现了顺序错误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在低浓度时染料被破坏浓度提高浓度提高 K/S K/S 反而降低反而降低当所有问题都同时发生时当所有问题都同时发生时!q原始原始计算计算依据实际测试资料计算依据实际测试资料计算q色相修正色相修正假设假设 K/S值与值与浓度呈正比关系浓度呈正比关系.q浓度修正浓度修正吻合吻合 CUBIC 平滑线形关系平滑线形关系存储存储 K/S 资料资料电脑配方的计算：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，运用计算机已经储存的
26、资料和输入的资料，计算配方中染料的浓度。计算配方中染料的浓度。1.1.染料单位浓度染料单位浓度K/SK/S值计算值计算2.2.标准色样与空白染色织物的标准色样与空白染色织物的K/SK/S值计算值计算3.3.一个常数的计算机配方计算一个常数的计算机配方计算取取1616个波长点，共个波长点，共有有1616个方程式。首先计算染料配方的近似值，然个方程式。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后经过重复的修色计算，获得最佳的三刺激值匹配。配。q输出配方q小样染色q配方修正并输出q校正后的配方进行染色q纤维直径纤维直径纤维直径纤维直径K/SK/S2020151510105
27、 50 00 20 40 60 80 0 20 40 60 80 x = 540 nmx = 540 nmxxxxxxxxm m m mmm纤维直径对染料的力度的影响纤维直径对染料的力度的影响 f fpfpf0 00.50.51.01.02020151510105 50 0XXXXK/SK/S渗透渗透PenetrationPenetration纤维表面上色的影响纤维表面上色的影响q直接染在混直接染在混纺纺织物织物q或者或者每一成份分每一成份分别做别做基础色样基础色样必须考虑必须考虑 :染色的条件染色的条件浴比浴比特殊的助剂特殊的助剂染色后水洗条件染色后水洗条件q当在当在使用使用配色程式配色程式预测预测配方配方时时 ,应应考虑混纺考虑混纺比比率率计算计算配方配方 .混纺纤维混纺纤维 例例 : POLY / COTTONq有有两种情形两种情形 :基材变黄时基材变黄时仅仅对于白对于白基材作整理加工基材作整理加工染料染料会会改变色相时改变色相时将将染色后的所有的基础资料均需要做整理染色后的所有的基础资料均需要做整理加工加工整整 理理 加加 工工
