膠印專色油墨計算機配色實驗研究

郭 婷，田學軍，黎厚斌，彭春雷，陳紅艷

(1.荊楚理工學院a.電子信息工程學院;b.生物工程學院，湖北荊門 448000; 2.武漢大學印刷與包裝系，湖北武漢 430072)

1 計算機油墨配色系統構成

計算機油墨配色系統分為兩大部分:硬件部分和軟件部分［1］。硬件部分主要包括分光光度儀(或分光密度儀)、印刷適性儀、計算機、電子天平(精確到小數點后3位)、終端顯示裝置等。分光光度儀(或分光密度儀)主要用來測量印刷色樣在400～700 nm的可見光波長范圍內的顏色值，給出各個波長下對應的光譜反射率數據和相應的色度數據值，是配色系統顏色的輸入設備;計算機，主要用于運行專色配色軟件，對配色過程的相關數據進行處理、存儲;印刷適性儀，模擬實際的印刷機用于專色油墨配方的打樣，得到有效的顏色樣條;電子天平，主要用于專色油墨配方稱量。軟件部分是油墨計算機配色系統的核心部分，它主要包括三大程序:基礎數據庫的生成和管理、標準樣的顏色配色處方的計算以及初始配方的迭代改善。目前，全球著名的計算機配色系統主要有瑞士Gretag Macbeth公司的IFS 5.0系統、X－Rite Ink Formulation V6.0系統。

2 物體的顏色

2.1 物體的光譜特性

分光光度儀通過測量反射物體的光譜反射率ρ(λ)和透射物體的光譜透射率τ(λ)來測量顏色［2］，如果選擇不同的標準照明體S(λ)和標準觀察者數據，就可以算出相應條件下的三刺激值，本文主要測量物體的光譜反射率。

其中ρ(λ)為反射物體的光譜反射率;ΦP(λ)為反射光通量;ΦO(λ)為入射光通量。

2.2 顏色色差

理想的色差公式應該建立在視覺感知均勻的顏色空間上，CIE1976L*a*b*為常用的色差公式，圖1所示為CIEL*a*b*顏色空間［3－5］。

圖1 CIEL*a*b*顏色空間

3 實驗部分

3.1 實驗材料及儀器

3.1.1 實驗材料

1)本實驗打樣用紙采用157 g/m2高光銅版紙(金東紙業);PANTONE色譜(FORMULA GUIDE Solid Coated);

2)本實驗基墨數據庫和打樣所采用的油墨:yellow C;yellow 012C;warm RED C;red 032C;violet C; black C;process BLUE;7個基墨(PANTONE油墨C系列)、調墨油(PANTONE油墨C系列)。

3.1.2 實驗儀器及軟件

1)實驗采用的儀器及設備:IGT C1－5型印刷適性儀(荷蘭);X－Rite SpectroEye分光光度儀; AL204型高精度電子分析天平(精確到0.001 g);調墨刀、玻璃片若干;

2)實驗采用軟件:X－Rite Ink Formulation V6.0;X－Rite Color quality 6.0。

3.2 建立基墨數據庫

1)分別對7種基墨加入不同比例的沖淡劑(5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、80%、95%、100%)，配成相同質量、不同配比的墨樣，配制總量為10 g，稱重精度為±0.001 g;

2)將油墨充分攪拌后，用IGT C1－5型印刷適性儀進行打樣，每種顏色、每一濃度配比的油墨打樣1條色樣條;

3)打開軟件X－Rite Ink Formulation V6.0，連接X－Rite SpectroEye分光光度儀，選擇“數據庫”中的“油墨系列”選項，建立以“畢業設計實驗”為命名的油墨系列，如圖2所示;

4)使用X－Rite SpectroEye分光光度儀對不同濃度、不同顏色油墨色樣條分別進行測量。并用XRite Ink Formulation V6.0軟件將各色油墨的色樣條的L*a*b*值數據錄入到計算機中，按照不同顏色的油墨分類建立基墨信息，作為配色數據庫的基本數據，如圖3所示。本文所使用的光源及視角分別為:D50光源、2°視角。

圖2 建立以“畢業設計實驗”為命名的油墨系列

圖3 利用X－Rite SpectroEye分光光度儀對樣條進行測量并建立基墨數據庫

3.3 配色過程及結果分析

3.3.1 配色過程

1)目標色塊選取及測量

本文選取PANTONE編號為297C的色塊為參考色樣進行專色的配色。

將X－Rite SpectroEye連接電腦，打開X－Rite Ink Formulation V6.0配色軟件，選擇“獲取配方”，點擊“測量”，X－Rite SpectroEye測量并獲取配方，如圖4所示。然后測量“基材”，獲得基材的信息，如圖5所示。

2)配方獲取

在參考色塊和打樣基材測量完成后，在“定義墨層厚度”時選擇“自動優化墨層厚度”，接著選擇用配色的色料。然后按照實際情況的需求選擇適合配方。本文選擇“X－Rite最優”的方案，最后得到配方，配方組成如表1所示。

圖4 測量參考色塊PANTONE 297C

圖5 測量打樣所采用的基材

表1 基于所建數據庫PANTONE專色色譜297C配方

3)油墨色樣條的打樣

按照表1基于本數據庫所得油墨配方用AL204型高精度電子分析天平分別稱墨，精確到0.001 g，均勻攪拌后用用IGT C1－5印刷適性儀進行打樣。印刷壓力為150 N，墨層厚度為1.5 μm。

3.3.2 配方修正

1)利用X－Rite Ink Formulation V6.0對所得配方進行配方修正，點擊“配方修正”，然后用X－Rite SpectroEye測量第一次配方所打樣的色樣條即可得到新配方，如表2所示。

表2 基于所建數據庫PANTONE專色色譜297C修正配方

續表2

2)在獲得新配方的基礎上稱墨，再利用IGT C1－5型印刷適性儀對新配方進行打樣。

3)由表2可以知道，修正后的配方增加了“Violet C”這一款油墨，重量為:0.150 g，而且“調墨油”、“Process Blue”、“Red 032”都有所增加，重量分別為:5.060 g、3.560 g、0.020 g，總的油墨量增加了8.790 g。

3.3.3 質量檢測和結果分析

1)開啟X－Rite Color quality 6.0軟件并連接X－Rite SpectroEye分光光度儀，以PANTONE色譜297C色塊為標準建立質量控制數據庫并對配方修正前后的色樣條進行檢測，建立質量標準。配方修正前和修正后油墨色樣條的CIE L*a*b*色差圖分別如圖6和圖7所示。

圖6 配方修正前油墨色樣條的CIE L*a*b*色差圖

圖7 配方修正后油墨色樣條的CIE L*a*b*色差圖

3)由圖6可以看出修正前的配方色樣條的色差的點落在小圓之外，從圖7可以看出修正后的配方色樣條的色差的點落小圓之內。由圖6和圖7可以看出圖7的點要比圖6的要集中，即修正后的配方色樣條的同批次色差較于配方修正前的配方的同批色差要穩定。

4)由表3可以看出，未經修正的配方色差(ΔE)范圍在2.26～2.76之間，而當經過配方修正后的色差(ΔE)范圍在0.50～0.74之間，色差值明顯減小。

表3 CIE Lab ΔE值

5)從圖8的曲線圖來看，兩個樣品的顏色與參考顏色在520～600 nm光譜反射率曲線處基本吻合，在400～520 nm的藍光區域和600～700 nm的紅光區域有所差別，但肉眼不能分辨。修正后配方的光譜反射率更趨近于參考色塊的光譜反射率曲線。由此說明，所配顏色與標準色顏色一致。

4 結論

圖8 參考色樣與配方修正前、后油墨樣品色的光譜反射率曲線

通過專色油墨配色數據庫和質量標準的建立和使用分析，得出以下結論:

1)建立完善的基墨數據庫是專色油墨配色數據庫配色是否準確的關鍵;

2)配色時，可采用分光光度儀測試標準墨色的L*a*b*值，并輸入配色系統，即得出可選配方，根據計算機配色所得油墨配方進行配墨、打樣、配方修正、色差比對，從而獲得滿意的專色油墨配色配方。

3)在完成配方的色樣打樣后，利用X－Rite Color quality 6.0進行質量的檢測時，以參考色樣建立質量參考標準，以對比兩者之間的色差是否符合要求。

4)本文在實驗材料的取材方面有限，所以本文的實驗數據僅局限于實驗時所采用的材料以及當時的實驗環境，故當印刷材料和環境發生改變時，應當根據實驗材料及實驗環境重新建立數據庫用以測量。

［1］于蒙蒙.專色油墨計算機配色技術［J］.印刷質量與標準化，2013(1):51－53.

［2］周世生.印刷色彩學［M］.北京:印刷工業出版社，2005:145－146.

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［4］薛朝華.顏色科學與計算機測色配色實用技術［M］.北京:化學工業出版社，2004:61－62.

［5］周煒，李衛東.國內外電腦測色儀的發展現狀［J］.上海紡織科技，2013，41(1):1－3.