计算机测配色综合设计实验报告.docx

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计算机测配色综合设计实验报告

计算机测配色综合设计

实验报告

班级：

09轻化1班

学号：

A09130113

姓名：

陈锁

一、实验目的：

1、掌握染料拼色染色技术

2、熟悉建立计算机数据库和配色方法

3、了解效应值概念

4、了解组织结构和颜色关系

5、了解同色异谱概念

二、拼色原理：

（1）染料拼色原理（包括拼色组合对染料的要求，三原色拼色原理）：

拼色是以“减法”混色原理作为理论基础的（三原色为黄、品红、青）。

实际应用中由于找不到理想的三原色，常以红、黄、蓝作为代用三原色（也称一次色）。

减法混色就是把两个或两个以上的有色物体叠加在一起而产生和各有色物体不同的颜色，每个有色物体吸收光谱中的一部分，重叠后，吸收光谱的范围增大，而反射或透射的光谱范围缩小，所以加法混色的最终结果得到的是黑色，也就是说，在染色是拼混的染料越多，所得到的颜色总明度降低，这也是拼色时染料选择尽量不超过两种的原因。

如果用两种不同的一次色拼混，可以得到橙、绿、紫等二次色；若以两种不同的二次色拼混，或以任意一种原色与灰色相拼，可得到三次色。

染料的拼色属于减法混色，拼色染料一般不多于三只，因为减法拼色后总亮度是降低的，拼色染料若多余三只，即使达到了色相要求，明度也不符合原色，拼成的颜色会与原色有差异。

拼色结果如下所示：

（2）余色原理：

余色即两个颜色有相互消减的特性，如紫光蓝色，认为紫光太弱，可以加一些余色（黄色染料）来消减，值得注意的是：

余色理论只适应于调整色光只是微量的调节，否则用量太多会影响色泽深度和鲜艳度。

（3）拼色基本原则：

拼色过程比较复杂，为使配色能获得预期的效果，做到快速、准确、经济，应遵循下列原则：

1、“相近”原则

指拼色染料的染色性能应尽量相近。

染料的染色性能包括亲和力、上染速率、上染温度、匀染性、染色牢度等。

拼色时应尽量选择同一应用大类及小类的染料，否则染色工艺制订困难，并且会由于染料配伍性较差而出现色光不易控制，匀染性差等现象。

各类染料中的三原色往往是经过筛选的应用性能优良、配伍性能较好的染料，所以拼色时应优先考虑选用。

2、“少量”原则

指拼色时（尤其是拼鲜艳色），染料只数应尽可能少，一般不宜超过3只，这样便于色光调整与控制，同时对拼色染料的组分（指混合染料）应了解，尽量选用原组分中的染料补充或调整色光，以减少拼用染料的只数，确保色泽鲜艳度，减少染料之间的相互抵冲。

3、“微调”原则

色光调整是以“余色”为理论依据的。

所以利用余色原理来调整色光只能是微量的，如果用量稍多，色泽变暗，影响鲜艳度，严重时还会影响色相。

4、“就近选择”与“一补二全”原则

指拼色时，无论是主色还是辅色染料，还是调整色光用染料，都应选择与目标色最接近的染料，即称“就近选择”原则。

同时应尽可能做到选用一只染料，获得二种或二种以上的效果，即称“一补二全”原则。

（4）计算机配色原理：

照明光投射于不透明织物时，除少量表面反射外，大部分光线被织物吸收和散射。

光的吸收主要是染料所致，不同的染料选择吸收的光的波长不同，导致织物呈现各找那个色泽。

同时，染料越多，吸收的越多，反射出来的光就越少，可见在染料浓度和该织物反反射率之间存在一定函数关系。

实验发现，染料浓度和反射率的关系比较复杂，不成简单的比例关系，欲通过计算预测一定颜色染色物所需的染料浓度，最好在反射率和浓度之间建立一个过渡函数，Kubelka-Munk的K/S函数可作为测色配色中的理论依据。

（K/S）=（1-R）2/2R

在可见光400-700nm范围内，以20nm作间隔，取16个波长点测量，可得一下方程组

（K/S）m,400=（K/S）w,400+K1,400*C1+K2,400*C2+…+Kn,400*Cn

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（K/S）m,700=（K/S）w,700+K1,700*C1+K2,700*C2+…+Kn,700*Cn

用三种浓度满足以上式子，则浓度上的自由度很小，不妨先考虑在一些波长上上面式子两边出现微小差异，然后用最小二乘法求极小差值时的解，即产生了配色处方。

三、实验仪器和设备

1、材料：

棉平纹布（138g/m2）2g/块

2、药品：

元明粉（20克/升）、雷米帮A（20克/升）

3、染料：

直接耐酸大红4BS、直接桃红G、直接栗棕N、直接棕MM、直接黄棕ND3G、直接耐晒黄RS、直接紫N、直接丈青GR、直接耐晒蓝B2R、直接翠兰GL、直接绿NB、直接耐晒灰LBN（共计12只）染料浓度均为4克/升

4、仪器设备：

数显恒温水浴锅HH-6（国华电器有限公司）、標準光源箱YG（B）982X型（温州市大荣纺织標准仪器厂）、计算机测配色仪SF600X（美国）、电子天平、染杯、电熨斗等

四、配方及工艺流程：

1、单色染料染色浓度分档（8档），按常用染料的一般浓度划分：

0.05%，0.15%，0.30%，0.60%，1.20%，1.80%，2.40%，3.00%

单色样配方：

染料浓度X%

元明粉4-10g/l（染料浓度1%分界点，大于1%染料浓度用10g/L）

雷米帮A1g/l

浴比：

1：

20

温度：

90°C

染色时间：

45min

2、拼色打样（双拼色或者三拼色）

双拼色：

红、黄、蓝中的任一中染料与其他一种染料不同配比组合染色；

三拼色：

红黄蓝三种染料不同配比组合染色。

染料总浓度不要超过4%

染料1X%

染料2X%

元明粉4-10g/l（染料浓度1%分界点，大于1%染料浓度用10g/L）

雷米帮A1g/l

浴比：

1：

20

温度：

90°C

染色时间：

45min

3、染色工艺：

工艺流程：

按照配方先将染料、助剂等放入染杯中，织物先用水进行润湿，常温入染，不断搅拌（以防止色花），升温到温度90度以上，保温时间45分钟，染毕，充分水洗烘干

工艺曲线：

五、实验过程

1、原材料准备：

12种染料的配制（4克/升）：

称量染料（在电子天平上称量）——加热溶解——定容500ML容量瓶——储存于试剂瓶（计算总用量，包括拼色需要）——准确操作，不得有误。

助剂配制：

雷米帮A（20克/L）----储存于试剂瓶元明粉（20克/L）：

配成一定浓度的浓溶液（便于操作，可以降低由于称量引起的误差）建议20-50g/L

织物准备（2.00克/块或者1.00克/块），97块（单色样）+拼色样（2块/人，双拼色或者三拼色）+计算机配方品色样

2、染单色样

单色染料染色浓度分档（8档），按常用染料的一般浓度划分：

0.05%，0.15%，0.30%，0.60%，1.20%，1.80%，2.40%，3.00%

单色样的色样应该颜色色泽均匀，无沾污情况，尽量保证不色花，自行或者以班级集中输入计算机配色仪中（贴样前完成）。

3、建立基础数据库（共12只染料），检验线性关系情况并修正。

一.测配色软件数据库中已经存在的资料：

（1）：

标准施照状态的光谱功率分布（A、B、C、D65、F等）

（2）：

标准观察者光谱三刺激值

（3）：

计算式：

（配方计算式、色差式、配方修正式、三刺激式、色变指数计算式、成本计算式等）

二.基本资料的输入：

色样准备：

棉粘织物按照染料比例0.05%，0.15%，0.30%，0.60%，1.20%，1.80%，2.40%，3.00%，用12种直接染料染料染得96块色样，以及一块空白色样（只用助剂处理，不加染料）

单色样输入：

（1）仪器校正

（2）测色条件设置（多次测色求平均、大孔径、包含镜面反射等）

（3）测定每块试样的反射率、K/S值以获得每个色样的资料

（4）输入色样的反射率资料

纤维输入：

（1）纤维输入

（2）染色法输入

（3）品种、形态资料：

（如浸染、重量120等）

（4）输入实际材料：

空白染色和实际材料

染料资料输入：

（1）供应商品名

（2）染料种类：

直接染料

（3）染料颜色

（4）染料：

（染料力度100%，外观：

固体价格100等）

染色组：

将使用相同性质的染料的品种及染色方法或加工方式放置于同一个染色组内。

（1）基本资料输入：

编辑名称、纯基材（空白色样）染色程序

（2）插入颜色：

按颜色插入（每种颜色8中浓度一起插入）

（3）储存

4、制作色卡：

将染好的12种颜色的单色样按照一定的浓度的梯度变化制作成色卡，最

好以灰色为对照色，以减少颜色误差。

5、标准样拼色

根据所得到的拼色样品（每人两块不同颜色未知配方的标准色样），对照色

卡估算是由哪两种颜色拼色而成的，先估算着打样，若颜色和色光相差很大，不

在同一个色系的话，说明选用的两种拼色颜色有误差，应另选。

若颜色类似，则

开始拼色。

首先确定待测待测色样的浓度，由于拼色样的浓度小于3%，所以首

先选择1.20%，1.80%，2.40%这几个浓度进行试打样，然后与样品进行比较对照，

看浓度是否接近，若浓度相差较大，则先调整浓度，若浓度差异较小，确定浓度，

开始调整色光，确定织物与标样的色光的差距，然后对其中一个染料进行调整，

按照一定的成数增加或者减少，结果若和标样接近，则需要微调，若差距较大，

继续调整，直至与标样接近。

然后将打出的样品用计算机进行测评，评定其等级，以及颜色的误差。

6、电脑配色打样

将标样利用计算机数据计算出电脑配方，选择电脑配方中的2-3个比较合

理的配方进行，通过计算在染杯中加入染料，进行染色。

将染色后的样品通过目

测与原样进行比较，选择一个比较接近于原样的样品用计算机进行修色，得到一

个新的配方，进行染色。

然后将DCI进行测色，看看通过修色后颜色等级、与样

品的相似度是否有提高。

色差（CMC）ΔE‹1合格；ΔE›1不合格，进一步修色。

六、结果与讨论

1、单色样染色及将色样输入测色仪：

（染色及测色操作中的要求，以减少误差）

单色样染色：

1）.每个小组分工合作，每个小组染一组不同的色样，

2）.在配制染料溶液时，称量一定要准确，同时称量过程中染料不要相互沾污，染料溶解时应用容量瓶定容，并确保染料溶解充分。

3）.在吸取染料的过程中，应该保证每瓶染料的移液管都是单独使用，避免染料互相污染，影响色样的颜色，导致数据库的误差。

4）.染布过程中要不断的搅拌，以防止色花，特别是几只不易移染的染料，出现色花会使颜色和色光出现偏差，对制定数据库有较大的影响。

5）.染色后布料熨干时注意布面受热均匀，避免产生色花。

色样输入测色仪：

染完色后应先将色样输入测色仪，再制作色卡，这样可以减少误差，以免色样沾染污渍，影响色光，对数据库的准确性有影响。

结果分析：

我们小组分到的染料是直接耐晒黄RS，根据规定的染色配方，配置一定浓度梯度的八个染浴进行染色，要求染出的布样色泽均匀，无污点。

1）.下面是不同浓度的直接耐晒黄RS反射率随波长变化而变化的曲线图：

在相同的波长下，染料的浓度越小，其反射率越大，浓度越大，反射率反而变小；在相同的染料浓度下，超过一定的波长后，其反射率随波长的增大而增大。

该图中曲线有交叉的现象，说明布样在染色时工艺条件控制的不够好，染色还是不够均匀，导致不同染色浓度的布样在同一波长下出现相同的反射率。

这会影响数据库的准确性。

2）.下图是不同浓度的直接耐晒黄RS的K/S值随波长变化而变化的曲线图：

从图中可以看出，不同浓度的染料都有一个相同的最大吸收波长λmax，在λmax下，染料的K/S值最大，且K/S值随着染料浓度的增大而增大。

2、标准样拼色：

（每人两块不同颜色未知配方的标准色样）

已知标样编号为A111、A46

（一）标样A111拼色，通过对照色卡，猜测是由红、黄、蓝三原色拼色而成。

所以就制定的下面的五种配方进行尝试。

配方1

配方2

配方3

配方4

配方5

直接耐酸大红4BS（owf）

0.48%

1.2%

1.2%

0.8%

1.0%

直接耐晒黄RS（owf）

0.24%

0.4%

0.6%

0.2%

0.6%

直接耐晒蓝B2R（owf）

0.48%

0.2%

0.6%

0.2%

0.2%

元明粉/g.L-1

10

10

10

10

10

雷米帮A/g.L-1

1

1

1

1

1

染色时间/min

45

45

45

45

45

染色温度/℃

90

90

90

90

90

浴比

1:

20

结果分析：

染出的五块布样在颜色上与标样A111都有较大的偏差，普遍呈现为黄光太重，而缺少蓝色，所以进一步调整配方，不使用黄色的染料，而尝试了下面的配方。

配方6

配方7

配方8

配方9

直接耐酸大红4BS（owf）

0.48%

0.4%

0.6%

0.8%

直接翠兰GL（owf）

0.72%

0.8%

/

/

直接丈青GR（owf）

/

/

1.4%

1.2%

元明粉/g.L-1

10

10

10

10

雷米帮A/g.L-1

1

1

1

1

染色时间/min

45

45

45

45

染色温度/℃

90

90

90

90

浴比

1:

20

结果分析：

染出的4块布样在颜色和色光上与标样A111都相对接近，但仍存在较大的色差，其中配方9的布样相对色差较小，用仪器测得后的数据如下：

CMC

DL*

Da*

Db*

Dc/sc

DH*/SH

CIE

D6510Deg

1.21

-0.42

-1.72

0.85

-0.76

0.90

1.96

A10Deg

1.97

-0.66

-3.12

0.52

-1.25

1.48

3.23

F0210Deg

2.16

0.36

-1.12

2.09

-0.3

2.13

2.40

（CIE总色差的大小、DL+表示偏白、DL-表示偏黑、Da+表示偏红、Da-表示偏绿、Db+表示偏黄、Db-表示偏蓝）

MI2=（ΔLD65-ΔLA）2+（ΔaD65-ΔaA）2+（ΔbD65-ΔbA）2

计算得MI=1.45

从上面表格中的数据可以看出，配方9染出的布样偏绿、偏黄，在配方中应适当减少丈青的比例，染出的布样会更加接近标样A111。

（二）标样A46拼色，对照比色卡，发现该标样颜色与直接棕MM、直接栗棕N的颜色比较接近，还可能会有一些红色和黄色，因此，对于这两种染料设置了如下的配比：

配方A

配方B

配方C

配方D

配方E

直接棕MM（owf）

0.4%

0.4%

0.4%

0.6%

0.6%

直接栗棕N（owf）

/

/

/

/

0.4%

直接耐晒黄RS（owf）

0.1%

/

0.2%

0.2%

0.2%

直接耐酸大红4BS（owf）

0.1%

0.2%

/

0.4%

/

元明粉/g.L-1

4

4

4

4

4

雷米帮A/g.L-1

1

1

1

1

1

染色时间/min

45

45

45

45

45

染色温度/℃

90

90

90

90

90

浴比

1:

20

结果分析：

染得的5块布样，颜色都明显偏深，而且色光偏的也比较大，相对而言，只有配方E的布样最接近，所以对配方E进行调整，只用直接棕MM、直接栗棕N两种染料，且减小染料的浓度，并增大浴比进行尝试。

配方F

配方G

配方H

配方I

配方J

直接棕MM（owf）

0.2%

0.15%

0.1%

0.25%

0.05%

直接栗棕N（owf）

0.1%

0.15%

0.2%

0.05%

0.25%

元明粉/g.L-1

4

4

4

4

4

雷米帮A/g.L-1

1

1

1

1

1

染色时间/min

45

45

45

45

45

染色温度/℃

90

90

90

90

90

浴比

1:

40

结果分析：

染得后的布样与标样A46进行比较，比前一组有明显的进步，其中，配方G染出的布样更为接近。

用仪器测得后的数据如下：

CMC

DL*

Da*

Db*

Dc/sc

DH*/SH

CIE

D6510Deg

1.33

-1.56

-1.46

-1.32

-1.07

-0.13

2.51

C10Deg

1.33

-1.56

-1.41

-1.34

-1.07

-0.10

2.50

F0210Deg

1.28

-1.45

-1.16

-1.38

-1.00

0.38

2.31

A10Deg

1.78

-1.80

-2.15

-1.50

-1.29

80.07

3.10

MI2=（ΔLD65-ΔLA）2+（ΔaD65-ΔaA）2+（ΔbD65-ΔbA）2

计算得MI=0.752

从上面表格中的数据中可以看出，配方G染出的布样偏绿、偏蓝，这样就不可能只用直接棕MM、直接栗棕N两种染料调配出来，需要其他的染料辅助才能配出更接近的色泽。

同色异谱现象：

颜色相同，而光谱组成不同。

一种颜色的再现与观察颜色的光源特性有一定的关系，某两种物质在一种光源下呈现相同的颜色，但在另一种光源下，却呈现不同的颜色，这种现象就叫同色异谱现象。

任何一个物体的颜色都有它特定的光谱反射率曲线，当这个物体在指定光源下反射出可见光谱给标准观察者就会产生光谱三刺激值。

当光谱反射率曲线不同的两个物体的光谱三刺激值相等时，就认为这两个物体为条件等色。

一旦光源改变，由于每个光源的能量分布不同，产生的光谱三刺激值就不再相等，这就产生了跳灯现象，即出现同色异谱现象。

3.计算机配色

a）建立数据库（数据库建立步骤）：

详见实验过程3

b）如何检验数据库的准确性，如何从数据库中分析染料的一些性能

数据库中正常情况下，每一种染料的的K/S值曲线是不重复的，按照染料浓度梯度比依次排列，但是我们实际制定出来的K/S曲线却有少量的曲线与其他曲线交叉，说明染料有玷污，在测量、溶解、吸取过程中有相互玷污，也可能是在确定染料量的过程中存在较大的误差。

而通过K/S等曲线，我们可以得到染料相互之间的配偶记忆如何选择，可以了解样品的表观深度，比较同一染料染色样的不同品种间相对强度，比较相同染料不同浓度染色样的色强度，比较不同染料而染色浓度相同之品种间的相对着色力等情况。

c）利用数据库配方修色，染料配方、色差分析并色样附上

●标样A111

利用数据库，可以计算出标样A111的电脑配方，选择前三个配方进行打样，然后比较染得的三块布样哪一种更接近于标样，选择更接近的一块布样，测定色差，然后再利用计算机修色，制定出一个新的配方，在进行染色，再一次比较，看结果是否有提高。

计算机给定的样品配方：

配方1

配方2

配方3

直接耐酸大红4BS（owf）

/

/

0.3366%

直接桃红G（owf）

1.0543%

1.3107%

/

直接棕MM（owf）

0.4529%

/

0.2967%

直接栗棕N（owf）

0.0784%

0.3160%

/

直接丈青GR（owf）

/

0.0798%

/

直接紫N（owf）

/

/

0.2096%

元明粉/g.L-1

10

10

4

雷米帮A/g.L-1

1

1

1

染色时间/min

45

45

45

染色温度/℃

90

90

90

浴比

1:

20

结果分析：

计算机配方1染出的布样与标样A111较为接近，用仪器测得的数据如下，最后算出的MI值与人工拼色的MI值较为接近，可见计算机配色也有一定的误差，这与数据库的建立有很大的关系，因为计算机配色是以输入的单色样作为标准，然后得出配方，而单色样如果染得不均匀、有污染，则会造成计算机测量上的偏差，所得出的配方也就存在误差。

dE=4.10dL=-0.57dC=3.89dH=-1.18da=4.02db=-0.57

CMC

DL*

Da*

Db*

Dc/sc

DH*/SH

CIEDE

D6510Deg

2.38

-0.75

4.31

-0.74

2.08

-1.07

4.44

A10Deg

2.15

-0.20

4.16

0.46

1.92

-0.97

4.19

F0210Deg

2.51

-1.00

3.00

-1.52

1.55

-1.07

3.53

MI2=（ΔLD65-ΔLA）2+（ΔaD65-ΔaA）2+（ΔbD65-ΔbA）2

计算得MI=1.328

计算机配方1修色后的配方：

配方1

配方2

直接桃红G（owf）

0.6688%

0.6199%

直接棕MM（owf）

0.0364%

0.0530%

直接栗棕N（owf）

0.2091%

0.6472%

元明粉/g.L-1

4

10

雷米帮A/g.L-1

1

1

染色时间/min

45

45

染色温度/℃

90

90

浴比

1:

20

结果分析：

经过修色之后染得的布样较修色前色差都明显减小，这说明计算机配色比较准确，所用到的几只染料的数据库建立的比较好，相对的误差较小。

修色配方1染后测得数据：

DL*

Da*

Db*

CIEDE

MI

D6510Deg

-1.01

-3.93

1.75

4.42

1.144

A10Deg

-1.40

-3.51

0.76

3.86

修色配方2染后测得数据：

DL*

Da*

Db*

CIEDE

MI

D6510Deg

-2.89

0.94

1.40

3.35

0.496

A10Deg

-2.66

1.23

1.23

3.40

●标样A46

利用数据库，可以计算出标样A46的配方，选择前三个配方进行打样，然后比较这哪一种配方染得的布样更接近于标样，选择更接近与标样的一种样品，测定色差，然后再利用计算机修色，制定出一个新的配方，在进行染色，再一次比较，看结果是否有提高。

计算机给定的样品配方：

配方A

配方B

配方C

直接耐酸大红4BS（owf）

0.0413%

/

0.0535%

直接桃红G（owf）

/

0.0804%

/

直接耐晒黄RS（owf）

0.4488%

0.4492%

0.4668%

直接绿N（owf）

/

0.0780%

/

直接丈青GR（owf）

0.2705%

/

/

直接耐晒蓝B2R（owf）

/

/

0.1051%

元明粉/g.L-1

4

4

4

雷米帮A/g.L-1

1

1

1

染色时间/min

45

45

45

染色温度/℃

90

90

90

浴比

1:

20

结果分析：

根据计算机给定的配方进行染色，染得的布样与标样A46的色差较大，三块布样明显偏黄，可能是直接耐晒黄RS的