紡織品色牢度自動評級系統性能的研究

張向麗 劉錦瑞 孫麗霞 袁園園 高友軍

摘?要：為了驗證實驗室自主研發的色牢度自動評級系統的性能，根據該系統的特點，針對不同形式的沾色色牢度和變色色牢度，分別從公式、方法準確性、方法精密度以及樣品的適用性等幾個方面進行探討。結果表明：該系統的計算結果與GB/T 32598—2016和GB/T 32616—2016中的要求一致，準確性和精密度良好，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別的評定。該系統的研制和應用，使色牢度評級結果更為準確、可靠，有利于儀器評級方法更好地推廣。

關鍵詞：自動評級;準確性;精密度;適用性

中圖分類號：TS107

文獻標志碼：A

文章編號：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

紡織品色牢度是評價紡織品質量好壞的重要指標之一。目前紡織品色牢度的評級方法有人工評級法和儀器評級法，儀器評級法又分為影像法和測色儀法：影像法[1]是對采集的圖片進行評級，實際使用時某些顏色織物的圖像與實物有較大差異;測色儀法[2]在測定時需直接接觸被測織物，評級時對織物的表面形態、組織結構等要求很高，且不易實現自動化。由于兩種儀器評級法都具有一定的缺陷，給儀器評級法的推廣帶來較大困難，因此目前色牢度評級方法仍以人工評級為主。而人工評級法對人員的要求較高，評級人員的經驗、疲勞程度、情緒等都會對評級結果造成影響。

針對上述情況，研制出一臺紡織品色牢度自動評級系統（以下簡稱“系統”），系統結合了影像評級和測色儀的優點，根據GB/T 32598—2016《紡織品色牢度試驗貼襯織物沾色的儀器評級方法》、GB/T 32616—2016《紡織品色牢度試驗試樣變色的儀器評級方法》的原理，通過色牢度自動評級工作站控制圖像信息采集及分光測色系統，分別獲取試樣位置及色差信息，并計算、輸出結果，實現樣品色牢度等級自動評定[3-5]。考慮到色差儀的測定原理和系統的構造，系統僅適用于沾色、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級對色牢度級別造成的影響[6]，結果更加準確可靠[7]，且具有快速化、智能化的特點。

本文就系統的性能展開研究，分別對不同顏色[8]、不同形式的沾色色牢度和變色色牢度的公式準確性、方法準確性、方法精密度以及對樣品的適用性進行驗證。

1?實?驗

1.1?實驗原理

1.1.1?沾色色牢度

按照GB/T 32598—2016的規定，使用系統分別對未沾色棉標準貼襯和沾色棉標準貼襯進行測定，兩者之間的色差以CIELAB單位計算，并通過公式計算轉換為沾色棉標準貼襯樣品的色牢度級別。

1.1.2?變色色牢度

按照GB/T 32616—2016的規定，使用系統對相同顏色的未經過色牢度試驗的樣品和經過色牢度試驗的樣品進行測定，確定兩試樣的明度L*、彩度C*ab和色調hab的CIELAB坐標值，計算出ΔL*、ΔC*ab和ΔH*ab的CIELAB值，通過公式轉換為對應的變色色牢度級別。

1.2?實驗材料

棉標準貼襯織物[9]（上海市紡織工業技術監督所）及顏色、材質、薄厚不同的各類布樣。

1.3?實驗設備

CM-5型耐摩擦色牢度試驗儀（美國SDL Atlas公司）;YG631型耐汗漬色牢度試驗儀（溫州方圓儀器有限公司）;Y902型汗漬色牢度烘箱（南通宏大實驗儀器有限公司）;紡織品色牢度自動評級系統（自主研發）。

1.4?沾色色牢度驗證

1.4.1?軟件公式準確性

取不同級別的耐摩擦色牢度樣品測定，從系統上讀取色差ΔE，并按照GB/T 32598—2016中的公式計算色牢度級別，與系統上直接測得的色牢度級別進行比較，以驗證系統中軟件計算公式的準確性。

1.4.2?方法的準確性和精密度

使用系統對沾色用標準灰卡[10]中每個級別重復測定6次，以驗證系統的準確性和精密度。

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、黑4種顏色的布樣[11]，按照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》中的規定進行實驗，以棉標準貼襯為背景，使用系統對沾色棉標準貼襯樣品的不同部位評級，并與人工評級結果相比較。

1.4.3.2?不同顏色的耐水色牢度樣品

選取顏色為紅、黃、藍、黑4種顏色的布樣[12]，按照GB/T 5713—2013《紡織品色牢度試驗耐水色牢度》中的規定進行實驗，以棉標準貼襯為背景，使用系統對沾色棉標準貼襯的不同部位評級，并與人工評級結果相比較。

1.4.3.3?評級背景的影響

GB/T 32598—2016規定，測試時需將試樣放在“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，使用系統測定不同顏色的沾色棉標準貼襯。

1.5?變色色牢度驗證

1.5.1?軟件公式準確性

對不同變色色牢度級別的樣品進行測定，從系統上讀取色差ΔE值，按照GB/T 32616—2016中的公式計算色牢度級別，與系統上直接測得的色牢度級別相比較，以驗證軟件計算公式的準確性。

1.5.2?方法的準確性和精密度

使用系統對變色標準灰卡[13]作為標準樣品，每個級別重復測定6次。以驗證系統測定變色色牢度級別的準確性和精密度驗證。

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、黑4種顏色的布樣[12]，按照GB/T 5713—2013中的規定測定，使用系統對變色樣品的不同部位評級，并與人工評級結果相比較。

1.5.3.2?不同類型的樣品

按照GB/T 5713—2013中的規定，對不同顏色和類型的耐水色牢度（變色）樣品進行測定，并與人工評級結果相比較。

2?結果與討論

2.1?沾色色牢度驗證

2.1.1?軟件公式準確性

對不同級別的耐摩擦色牢度樣品測定，將用△E計算的色牢度級別值和系統直接得出的色牢度級別相比較，數據如表1。

對不同級別的樣品測定結果顯示，計算所得沾色色牢度級別與系統直接測得沾色牢度級別相差均在0.01級之內，說明系統軟件中計算公式與GB/T 32598—2016中規定的計算方法一致，沾色色牢度?級別計算公式準確。

2.1.2?方法的準確性和精密度

使用系統對沾色用標準灰卡[10]中每個級別重復測定6次，測定結果如表2。

表2中數據顯示，系統對每一級別測定的6次數據均基本一致，且與標準值差異不大，說明系統較為穩定，準確性較高、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

使用系統測定不同顏色布樣的耐摩擦色牢度沾色棉標準貼襯，與人工評級結果相比較，結果如表3。

從表3中可以看出，使用系統對同一樣品進行多次測定的結果基本一致，然而某些顏色樣品的結果與人工評級的結果有一定的差異，可能是由于人工評級時人的目光對某些顏色的識別與實際有偏差;而使用系統評級可以有效避免人工評級中的人為影響因素，結果更為客觀。

2.1.3.2?不同顏色的耐水色牢度樣品

使用系統測定不同顏色布樣的耐水色牢度的沾色棉標準貼襯，與人工評級結果相比，結果如表4。

從表4中可以看出，系統的測定結果與人工評級結果基本一致，適用于不同顏色樣品的耐水色牢度沾色樣品的測定，由于耐汗漬、耐皂洗等色牢度的評級方法與耐水色牢度相同，因此系統同樣適用。

2.1.3.3?評級背景的影響

按要求選擇幾種不含熒光增白劑的白色材料，作為沾色棉標準貼襯的評級背景，使用系統對部分樣品進行測定，結果見表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級的背景，使用系統進行測定時，得到的結果基本一致，說明按照GB/T 32598—2016的規定選擇的幾種材料作為背景，測定結果的差異不大。

2.2?變色色牢度驗證

2.2.1?軟件公式準確性

對不同級別的變色色牢度樣品進行測定，將用△E計算的色牢度級別值和系統直接得出的色牢度級別相比較，數據如表6。

對表6中不同級別的樣品測定結果顯示，計算所得變色色牢度級別與系統直接測得變色牢度級別相差均在在0.01級之內，說明系統軟件中計算公式與GB/T 32616—2016中規定的計算方法一致，變色色牢度級別計算公式準確。

2.2.2?方法的準確性和精密度

使用系統對變色標準灰卡[13]作為標準樣品，每個級別重復測定6次，測定結果見表7。

表7結果顯示，系統對各個級別的6次測定數據差異不大，且與標準值基本一致，說明系統較為穩定，準確性較高、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

使用系統對不同顏色布樣的變色樣品進行評級，與人工評級相比較，結果見表8。

從表8可知，系統可用于測定不同顏色布樣的耐水色牢度變色樣品進行級別評定，且測定結果與人工評級結果一致。

2.2.3.2?不同類型的樣品

使用系統對紅色棉布（平紋）、藍色棉布（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行測定，并與人工評級相比較，結果如表9。

表9測定結果顯示，系統可以測定不同顏色、不同類型的樣品，樣品的薄厚及透光度、表面平整度、表面纖維長度、表面光澤度等對系統的測定的結果影響不大。然而對于顏色不均勻的格子布，如每一色塊小于10 mm，不滿足系統的使用條件，使得測定結果與人工評級結果差異較大。在滿足系統使用條件的情況下，系統的測定結果與人工評級結果基本一致，適用于耐水、耐汗漬、耐皂洗等色牢度變色樣品的測定。

3?結?語

目前紡織品色牢度評級的主流方法仍為人工評級，但是該方法的主觀性較強，人員的經驗、疲勞程度、情緒以及環境等因素對評級結果的影響較大，因此業內都在積極尋求更為客觀的儀器評級方法。針對上述情況，實驗室自主研制了紡織品色牢度自動評級系統。

系統可用于不同形式、不同顏色、不同類型樣品的沾色色牢度和變色色牢度級別的評定;性能優良，具有較高的準確性和良好的重復性，且對樣品的選擇性低，便于操作和測定。該系統的應用與人工評級方法相比，可有效地排除人員、環境等因素對紡織品色牢度評級結果的影響。系統可作為人工評級方法的輔助，準確校正評級者的目光，降低評級難度，使結果更為客觀、準確、可靠。

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