为了对纺织的色差进行定量的评定,色度学多年来致力于寻找一个纯数学量用于整个色域上裁定颜色的匹配程度。经过几十年的努力,各国的色度学家们先后提出了几十种基于各种色序空间的色差式。那么,纺织色差公式有哪些?纺织色差公式有何具体作用?本文为大家做了介绍。
色差是指两个颜色在颜色知觉上的差异。如在纺织、印刷、生产塑料或涂料等工作中,都需要建立评价色差的标准。以纺织品为例,一般都根据产品设计的要求或按客商指定的色泽组织生产。作为“标样”,可以是实物,也可以是双方协商的色卡。生产结果可能符合标样,但多数仅能接近标样,即存在一定的色差。这就产生了色差如何度量和对色差的宽容度极限如何制定的问题,关系到有些色差的产品能否“合格”的问题。
对成品不仅要考核色差,还要考核染色牢度。所谓染色牢度或色牢度,是指染色织物在服用或加工过程中,经受外界作用后的褪色程度,是织物的一项重要品质。“由于织物加工和服用的条件差别很大,要求又各有不同,故现行的试验方法通常是按作用的环境和条件,模拟试验或综合试验,得到色牢度的评价。最常用的项目是耐洗、耐光、耐摩擦色牢度,耐汗渍、耐水浸、耐熨烫、耐气候色牢度等项目也比较常用。国际标准共有83个色牢度试验方法,我国国家标准已等效采用了许多国际标准,其中包括色差的目测评定和仪器测定。下面主要介绍仪器测定的方法。
多年来色度学上致力于寻找一个纯数学量用于整个色域上裁定颜色的匹配程度。经过几十年的努力,各国的色度学家们先后提出了几十种基于各种色序空间的色差式。其中纺织品等表面色常用CIE1976L*a*b*颜色空间,是由红绿轴、黄蓝轴和亮度轴组成的三维空间,其色差计算公式如下:
亮度差:△L*=Lsp*-Lstd*;
色相差:△H°=H°sp*-H°std
彩度差:△C=[(a*)2+(b*)2]sp1/2-[(a*)2+(b*)2]std1/2。
总色差:△E=[(△L*)2+(a*)2+(b*)2]1/2
其中,L*——明度坐标;a*——红绿轴坐标;b*——黄蓝轴坐标;sp——颜色样品;std——标准样;C*——彩度;H°——色相角,H°=arctan(b*/a*)。
1976年后McDonald实验发现人们对明度、色相和彩度的敏感程度不同。而CIEL*a*b*色差式中没有区分人眼对颜色三个属性敏感程度的差别,因此计算得到的色差和视觉评定结果有一定差距。如当色差小于0.3时可认为两个颜色相同;当色差小于0.5时几乎辨别不出色差;当色差大于0.6时对于低彩度的颜色可以觉察出色差;当色差大于1.0时除高彩度、高亮度的颜色外色差明显,而对于高彩度、高亮度的颜色即使色差大于2.0也可能看起来仍非常接近。
而且在印染行业中明度差不如色相和饱和度差对总体色差的贡献大。如果以颜色的这三个特征为半径定义一个容差椭球,可以获得与视觉匹配裁定实验非常近似的结果。基于这种思路的色差式有:JPC79公式、英国SDC的CMC提出的CMC(l:c)色差式、BFD(l:c)色差式、CIE94色差式等。其中以CMC色差式的应用最为广泛,它改进了CIEL*a*b*空间的均匀性,用容差数值可以评价颜色的可觉察性色差和可接受性色差,且容差与颜色在色空间上的位置无关。1988年CMC(l:c)色差式被英国采纳为标准色差式,1989年被定为AATCC标准:173一1989,后改进为173-1992,1995年ISO将其定为纺织业的国际标准:ISO105-J03。我国也赞成实施该项国际标准。
色差公式在织物评价中最重要的应用便是结合测配色系统达到颜色品质评估及控制的目的,色差公式用于量化样品间颜色的差异变化。通常,这样的工作都是由有经验的配色师操作,但是为了减少劳动力的消耗,节约时间,同时为使之更为客观和精确,会应用色差公式结合测配色系统加入到测色仪器的方法,即仪器化的测色方法代替目视评估。一些典型的颜色品质控制的任务包括:1)颜色差异量化及设定色差的宽容度以做出合格/不合格的决定;2)评估样品的色牢度;3)预测一对样品间的同色异谱效应。
1.颜色差异量化及容差设置
在工业生产颜色品质评估中,以量化的色差来表示样品颜色间的差异比用肉眼对比的方式更为准确。同时,量化的数据更方便传输和管理。在相同色区的颜色比较色差时,色差公式与采用目视法测色差具有很好的一致性;而在不同色区的颜色比较色差时,由于颜色空间的不均匀性及人眼对不同色区或不同明度的敏感度不同,采用色差公式与目视法测色差的一致性不佳,但随着色差公式的发展,色差公式对应的颜色空间的均匀性不断增加,以CMC(kl:kc)为例,就已改善了两者间的一致性,在实际生产中的应用也日益广泛,而CIEDE2000的颜色空间均匀性则比CMC(kl:kc)更佳。
成功的颜色品质控制很大程度上依靠于一个可靠的色差公式。此外,也需要设立容忍度的量级,用于判断一批产品在容忍度之内(合格)或在容忍度之外(不合格)。容忍度即是实际生产的产品的颜色对于标准样品所能容忍的色度偏差。制定色差容忍度需根据买卖双方的个人要求,综合考虑可觉色差、控制色差的成本等因素,一般采用CIEL*a*b*颜色空间,或可加上明度、色调、饱和度用图解的方式制定色差容忍度,用于评价织物颜色是否合格,达到颜色品质控制的目的。
2.纺织品色牢度评估
织物颜色牢度是指有色的织物的颜色经受不同方式的处理(如光照、水洗等)而颜色不变的能力。色牢度的评级传统上采用目视评级的方式,而目视评级由于其自身的缺点,不如基于色差公式的仪器评级,后者能克服人为因素所带来的种种误差。
对色牢度仪器评级一般是用仪器测定原织物及经过处理织物样品的相关色度值,再用公式转化为相应的灰卡级数。
3.纺织品同色异谱检测
色差公式的另一个应用便是预测样品间同色异谱的程度。国际照明标准词汇把同色异谱定义为:一对光谱不同的颜色在某一观测条件下拥有相同的三刺激值。有几个因素会影响同色异谱效应:照明体,观测者,几何条件等。
在很多情况下,在织物印染行业中,使用理想的一系列着色剂来获得光谱匹配的颜色是不可能,故只能配出同色异谱色,同时需降低两样品间的同色异谱程度(同色异谱程度越低,在不同条件下,颜色差异便变化越小),使配出的颜色同标准样品之间的色差几乎不受条件改变的影响。同色异谱程度可用同色异谱指数表示。根据国家标准 GB/T 7771—2008《特殊同色异谱指数的测定 改变照明体》计算同色异谱指数来评定织物的同色异谱程度。
色差的单位是NBS,即△E=1时称为1个NBS色差单位,用AE的绝对值表示颜色与视觉感受之间存在的色差程度。当0<△E<1时,几乎感觉不到色差;当1<△E<2时,色差感觉很小;当2<△E<3.5时,色差感觉中等;3.5<△E<6时,色差感觉明显;△E>6时,对色差感觉强烈。根据得到的色差结果分析纺织布品的颜色是否合格。
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