紡織品色牢度自動(dòng)評(píng)級(jí)系統(tǒng)性能的研究

張向麗 劉錦瑞 孫麗霞 袁園園 高友軍

摘?要：為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的色牢度自動(dòng)評(píng)級(jí)系統(tǒng)的性能，根據(jù)該系統(tǒng)的特點(diǎn)，針對(duì)不同形式的沾色色牢度和變色色牢度，分別從公式、方法準(zhǔn)確性、方法精密度以及樣品的適用性等幾個(gè)方面進(jìn)行探討。結(jié)果表明：該系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果與GB/T 32598—2016和GB/T 32616—2016中的要求一致，準(zhǔn)確性和精密度良好，適用于不同形式和不同類型樣品的沾色色牢度及變色色牢度級(jí)別的評(píng)定。該系統(tǒng)的研制和應(yīng)用，使色牢度評(píng)級(jí)結(jié)果更為準(zhǔn)確、可靠，有利于儀器評(píng)級(jí)方法更好地推廣。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)評(píng)級(jí);準(zhǔn)確性;精密度;適用性

中圖分類號(hào)：TS107

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-265X（2019）06-0086-05

Abstract：To verify the performance of self-developed automatic rating system for textiles color fastness， the color staining fastness and color changing fastness in different forms are researched from the aspects of formula， method accuracy， method precision and applicability of samples according to the characteristics of the system. The results show that the calculation results of the system are consistent with the requirements of GB/T 32598—2016 and GB/T 32616—2016. The system has good accuracy and precision， and is applicable for rating color staining fastness and color changing fastness in different forms and different types of samples. The development and application of the system makes possible to obtain more accurate and reliable color fastness rating result， which is helpful to popularize the instrumental rating method for textiles color fastness.

Key words：automatic rating; accuracy; precision; applicability

紡織品色牢度是評(píng)價(jià)紡織品質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一。目前紡織品色牢度的評(píng)級(jí)方法有人工評(píng)級(jí)法和儀器評(píng)級(jí)法，儀器評(píng)級(jí)法又分為影像法和測(cè)色儀法：影像法[1]是對(duì)采集的圖片進(jìn)行評(píng)級(jí)，實(shí)際使用時(shí)某些顏色織物的圖像與實(shí)物有較大差異;測(cè)色儀法[2]在測(cè)定時(shí)需直接接觸被測(cè)織物，評(píng)級(jí)時(shí)對(duì)織物的表面形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)等要求很高，且不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。由于兩種儀器評(píng)級(jí)法都具有一定的缺陷，給儀器評(píng)級(jí)法的推廣帶來(lái)較大困難，因此目前色牢度評(píng)級(jí)方法仍以人工評(píng)級(jí)為主。而人工評(píng)級(jí)法對(duì)人員的要求較高，評(píng)級(jí)人員的經(jīng)驗(yàn)、疲勞程度、情緒等都會(huì)對(duì)評(píng)級(jí)結(jié)果造成影響。

針對(duì)上述情況，研制出一臺(tái)紡織品色牢度自動(dòng)評(píng)級(jí)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)”），系統(tǒng)結(jié)合了影像評(píng)級(jí)和測(cè)色儀的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)GB/T 32598—2016《紡織品色牢度試驗(yàn)貼襯織物沾色的儀器評(píng)級(jí)方法》、GB/T 32616—2016《紡織品色牢度試驗(yàn)試樣變色的儀器評(píng)級(jí)方法》的原理，通過(guò)色牢度自動(dòng)評(píng)級(jí)工作站控制圖像信息采集及分光測(cè)色系統(tǒng)，分別獲取試樣位置及色差信息，并計(jì)算、輸出結(jié)果，實(shí)現(xiàn)樣品色牢度等級(jí)自動(dòng)評(píng)定[3-5]。考慮到色差儀的測(cè)定原理和系統(tǒng)的構(gòu)造，系統(tǒng)僅適用于沾色、變色均勻且圖案直徑不小于10 mm的樣品。該方法有效消除了人工評(píng)級(jí)對(duì)色牢度級(jí)別造成的影響[6]，結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠[7]，且具有快速化、智能化的特點(diǎn)。

本文就系統(tǒng)的性能展開(kāi)研究，分別對(duì)不同顏色[8]、不同形式的沾色色牢度和變色色牢度的公式準(zhǔn)確性、方法準(zhǔn)確性、方法精密度以及對(duì)樣品的適用性進(jìn)行驗(yàn)證。

1?實(shí)?驗(yàn)

1.1?實(shí)驗(yàn)原理

1.1.1?沾色色牢度

按照GB/T 32598—2016的規(guī)定，使用系統(tǒng)分別對(duì)未沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯和沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯進(jìn)行測(cè)定，兩者之間的色差以CIELAB單位計(jì)算，并通過(guò)公式計(jì)算轉(zhuǎn)換為沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯樣品的色牢度級(jí)別。

1.1.2?變色色牢度

按照GB/T 32616—2016的規(guī)定，使用系統(tǒng)對(duì)相同顏色的未經(jīng)過(guò)色牢度試驗(yàn)的樣品和經(jīng)過(guò)色牢度試驗(yàn)的樣品進(jìn)行測(cè)定，確定兩試樣的明度L*、彩度C*ab和色調(diào)hab的CIELAB坐標(biāo)值，計(jì)算出ΔL*、ΔC*ab和ΔH*ab的CIELAB值，通過(guò)公式轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的變色色牢度級(jí)別。

1.2?實(shí)驗(yàn)材料

棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯織物[9]（上海市紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所）及顏色、材質(zhì)、薄厚不同的各類布樣。

1.3?實(shí)驗(yàn)設(shè)備

CM-5型耐摩擦色牢度試驗(yàn)儀（美國(guó)SDL Atlas公司）;YG631型耐汗?jié)n色牢度試驗(yàn)儀（溫州方圓儀器有限公司）;Y902型汗?jié)n色牢度烘箱（南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）;紡織品色牢度自動(dòng)評(píng)級(jí)系統(tǒng)（自主研發(fā)）。

1.4?沾色色牢度驗(yàn)證

1.4.1?軟件公式準(zhǔn)確性

取不同級(jí)別的耐摩擦色牢度樣品測(cè)定，從系統(tǒng)上讀取色差ΔE，并按照GB/T 32598—2016中的公式計(jì)算色牢度級(jí)別，與系統(tǒng)上直接測(cè)得的色牢度級(jí)別進(jìn)行比較，以驗(yàn)證系統(tǒng)中軟件計(jì)算公式的準(zhǔn)確性。

1.4.2?方法的準(zhǔn)確性和精密度

使用系統(tǒng)對(duì)沾色用標(biāo)準(zhǔn)灰卡[10]中每個(gè)級(jí)別重復(fù)測(cè)定6次，以驗(yàn)證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和精密度。

1.4.3?樣品的適用性

1.4.3.1?不同顏色的耐摩擦色牢度樣品

選取顏色為紅、黃、藍(lán)、黑4種顏色的布樣[11]，按照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取分械囊?guī)定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯為背景，使用系統(tǒng)對(duì)沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯樣品的不同部位評(píng)級(jí)，并與人工評(píng)級(jí)結(jié)果相比較。

1.4.3.2?不同顏色的耐水色牢度樣品

選取顏色為紅、黃、藍(lán)、黑4種顏色的布樣[12]，按照GB/T 5713—2013《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)退味取分械囊?guī)定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯為背景，使用系統(tǒng)對(duì)沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯的不同部位評(píng)級(jí)，并與人工評(píng)級(jí)結(jié)果相比較。

1.4.3.3?評(píng)級(jí)背景的影響

GB/T 32598—2016規(guī)定，測(cè)試時(shí)需將試樣放在“不含熒光增白劑的白卡上”。按要求選取不同的白色材料作為背景，使用系統(tǒng)測(cè)定不同顏色的沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯。

1.5?變色色牢度驗(yàn)證

1.5.1?軟件公式準(zhǔn)確性

對(duì)不同變色色牢度級(jí)別的樣品進(jìn)行測(cè)定，從系統(tǒng)上讀取色差ΔE值，按照GB/T 32616—2016中的公式計(jì)算色牢度級(jí)別，與系統(tǒng)上直接測(cè)得的色牢度級(jí)別相比較，以驗(yàn)證軟件計(jì)算公式的準(zhǔn)確性。

1.5.2?方法的準(zhǔn)確性和精密度

使用系統(tǒng)對(duì)變色標(biāo)準(zhǔn)灰卡[13]作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，每個(gè)級(jí)別重復(fù)測(cè)定6次。以驗(yàn)證系統(tǒng)測(cè)定變色色牢度級(jí)別的準(zhǔn)確性和精密度驗(yàn)證。

1.5.3?樣品的適用性

1.5.3.1?不同顏色的樣品

選取顏色為紅、黃、藍(lán)、黑4種顏色的布樣[12]，按照GB/T 5713—2013中的規(guī)定測(cè)定，使用系統(tǒng)對(duì)變色樣品的不同部位評(píng)級(jí)，并與人工評(píng)級(jí)結(jié)果相比較。

1.5.3.2?不同類型的樣品

按照GB/T 5713—2013中的規(guī)定，對(duì)不同顏色和類型的耐水色牢度（變色）樣品進(jìn)行測(cè)定，并與人工評(píng)級(jí)結(jié)果相比較。

2?結(jié)果與討論

2.1?沾色色牢度驗(yàn)證

2.1.1?軟件公式準(zhǔn)確性

對(duì)不同級(jí)別的耐摩擦色牢度樣品測(cè)定，將用△E計(jì)算的色牢度級(jí)別值和系統(tǒng)直接得出的色牢度級(jí)別相比較，數(shù)據(jù)如表1。

對(duì)不同級(jí)別的樣品測(cè)定結(jié)果顯示，計(jì)算所得沾色色牢度級(jí)別與系統(tǒng)直接測(cè)得沾色牢度級(jí)別相差均在0.01級(jí)之內(nèi)，說(shuō)明系統(tǒng)軟件中計(jì)算公式與GB/T 32598—2016中規(guī)定的計(jì)算方法一致，沾色色牢度?級(jí)別計(jì)算公式準(zhǔn)確。

2.1.2?方法的準(zhǔn)確性和精密度

使用系統(tǒng)對(duì)沾色用標(biāo)準(zhǔn)灰卡[10]中每個(gè)級(jí)別重復(fù)測(cè)定6次，測(cè)定結(jié)果如表2。

表2中數(shù)據(jù)顯示，系統(tǒng)對(duì)每一級(jí)別測(cè)定的6次數(shù)據(jù)均基本一致，且與標(biāo)準(zhǔn)值差異不大，說(shuō)明系統(tǒng)較為穩(wěn)定，準(zhǔn)確性較高、精密度較好。

2.1.3?樣品的適用性

2.1.3.1?不同顏色的耐摩擦色牢度樣品

使用系統(tǒng)測(cè)定不同顏色布樣的耐摩擦色牢度沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯，與人工評(píng)級(jí)結(jié)果相比較，結(jié)果如表3。

從表3中可以看出，使用系統(tǒng)對(duì)同一樣品進(jìn)行多次測(cè)定的結(jié)果基本一致，然而某些顏色樣品的結(jié)果與人工評(píng)級(jí)的結(jié)果有一定的差異，可能是由于人工評(píng)級(jí)時(shí)人的目光對(duì)某些顏色的識(shí)別與實(shí)際有偏差;而使用系統(tǒng)評(píng)級(jí)可以有效避免人工評(píng)級(jí)中的人為影響因素，結(jié)果更為客觀。

2.1.3.2?不同顏色的耐水色牢度樣品

使用系統(tǒng)測(cè)定不同顏色布樣的耐水色牢度的沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯，與人工評(píng)級(jí)結(jié)果相比，結(jié)果如表4。

從表4中可以看出，系統(tǒng)的測(cè)定結(jié)果與人工評(píng)級(jí)結(jié)果基本一致，適用于不同顏色樣品的耐水色牢度沾色樣品的測(cè)定，由于耐汗?jié)n、耐皂洗等色牢度的評(píng)級(jí)方法與耐水色牢度相同，因此系統(tǒng)同樣適用。

2.1.3.3?評(píng)級(jí)背景的影響

按要求選擇幾種不含熒光增白劑的白色材料，作為沾色棉標(biāo)準(zhǔn)貼襯的評(píng)級(jí)背景，使用系統(tǒng)對(duì)部分樣品進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5中可以看出，以不同的白色材料作為沾色色牢度評(píng)級(jí)的背景，使用系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定時(shí)，得到的結(jié)果基本一致，說(shuō)明按照GB/T 32598—2016的規(guī)定選擇的幾種材料作為背景，測(cè)定結(jié)果的差異不大。

2.2?變色色牢度驗(yàn)證

2.2.1?軟件公式準(zhǔn)確性

對(duì)不同級(jí)別的變色色牢度樣品進(jìn)行測(cè)定，將用△E計(jì)算的色牢度級(jí)別值和系統(tǒng)直接得出的色牢度級(jí)別相比較，數(shù)據(jù)如表6。

對(duì)表6中不同級(jí)別的樣品測(cè)定結(jié)果顯示，計(jì)算所得變色色牢度級(jí)別與系統(tǒng)直接測(cè)得變色牢度級(jí)別相差均在在0.01級(jí)之內(nèi)，說(shuō)明系統(tǒng)軟件中計(jì)算公式與GB/T 32616—2016中規(guī)定的計(jì)算方法一致，變色色牢度級(jí)別計(jì)算公式準(zhǔn)確。

2.2.2?方法的準(zhǔn)確性和精密度

使用系統(tǒng)對(duì)變色標(biāo)準(zhǔn)灰卡[13]作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，每個(gè)級(jí)別重復(fù)測(cè)定6次，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表7。

表7結(jié)果顯示，系統(tǒng)對(duì)各個(gè)級(jí)別的6次測(cè)定數(shù)據(jù)差異不大，且與標(biāo)準(zhǔn)值基本一致，說(shuō)明系統(tǒng)較為穩(wěn)定，準(zhǔn)確性較高、精密度較好。

2.2.3?樣品的適用性

2.2.3.1?不同顏色的樣品

使用系統(tǒng)對(duì)不同顏色布樣的變色樣品進(jìn)行評(píng)級(jí)，與人工評(píng)級(jí)相比較，結(jié)果見(jiàn)表8。

從表8可知，系統(tǒng)可用于測(cè)定不同顏色布樣的耐水色牢度變色樣品進(jìn)行級(jí)別評(píng)定，且測(cè)定結(jié)果與人工評(píng)級(jí)結(jié)果一致。

2.2.3.2?不同類型的樣品

使用系統(tǒng)對(duì)紅色棉布（平紋）、藍(lán)色棉布（斜紋）、黑色羊毛呢、緞紋面料等多種樣品的耐水色牢度變色樣品進(jìn)行測(cè)定，并與人工評(píng)級(jí)相比較，結(jié)果如表9。

表9測(cè)定結(jié)果顯示，系統(tǒng)可以測(cè)定不同顏色、不同類型的樣品，樣品的薄厚及透光度、表面平整度、表面纖維長(zhǎng)度、表面光澤度等對(duì)系統(tǒng)的測(cè)定的結(jié)果影響不大。然而對(duì)于顏色不均勻的格子布，如每一色塊小于10 mm，不滿足系統(tǒng)的使用條件，使得測(cè)定結(jié)果與人工評(píng)級(jí)結(jié)果差異較大。在滿足系統(tǒng)使用條件的情況下，系統(tǒng)的測(cè)定結(jié)果與人工評(píng)級(jí)結(jié)果基本一致，適用于耐水、耐汗?jié)n、耐皂洗等色牢度變色樣品的測(cè)定。

3?結(jié)?語(yǔ)

目前紡織品色牢度評(píng)級(jí)的主流方法仍為人工評(píng)級(jí)，但是該方法的主觀性較強(qiáng)，人員的經(jīng)驗(yàn)、疲勞程度、情緒以及環(huán)境等因素對(duì)評(píng)級(jí)結(jié)果的影響較大，因此業(yè)內(nèi)都在積極尋求更為客觀的儀器評(píng)級(jí)方法。針對(duì)上述情況，實(shí)驗(yàn)室自主研制了紡織品色牢度自動(dòng)評(píng)級(jí)系統(tǒng)。

系統(tǒng)可用于不同形式、不同顏色、不同類型樣品的沾色色牢度和變色色牢度級(jí)別的評(píng)定;性能優(yōu)良，具有較高的準(zhǔn)確性和良好的重復(fù)性，且對(duì)樣品的選擇性低，便于操作和測(cè)定。該系統(tǒng)的應(yīng)用與人工評(píng)級(jí)方法相比，可有效地排除人員、環(huán)境等因素對(duì)紡織品色牢度評(píng)級(jí)結(jié)果的影響。系統(tǒng)可作為人工評(píng)級(jí)方法的輔助，準(zhǔn)確校正評(píng)級(jí)者的目光，降低評(píng)級(jí)難度，使結(jié)果更為客觀、準(zhǔn)確、可靠。

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