電子測配色與自動稱配料系統(tǒng)

1、電子測配色及自動稱配料系統(tǒng)電子測配色及自動稱配料系統(tǒng)在染整加工中的應用在染整加工中的應用概概 述述印染廠測配色一直是一個繁瑣、費時、費力的過程。傳統(tǒng)的印染廠測配色是印染廠接到加工樣品后,先由配色工作者憑經(jīng)驗或集存的參考檔案估算染色配方,經(jīng)多次小樣試染和修改,逐次逼近直到同標樣相比，目測色差按灰卡達4級以上，然后再提交生產。1、操作流程： 查看來樣，根據(jù)經(jīng)驗給出小樣處方胚布，染料，助劑的準備吸料上染出樣后處理與來樣對比放大樣2、傳統(tǒng)測配色的缺陷：（1）人為因素影響大，精度低、準確性差； （2）操作環(huán)境惡劣，勞動強度大； （3）技術檔案和資料靠人工經(jīng)驗與人工記錄，無法實現(xiàn)信息化管理，小樣對大樣指導

2、性差；（4）生產中時常產生色不準或符樣達不到要求的情況，造成需要返廠，不但造成不能按時交貨，而且浪費人力和物力。3、電子測配色的歷史與現(xiàn)狀 奠基階段三刺激值的表色體系的建立，自動記錄式反射率分光光度 計的制成，光線在不透明介質中被吸收和散射理論； 萌芽階段1943年美國氰胺公司的派克(Park)和斯坦恩(Stearns)提 出各種染料吸收光學性能能夠獨立地帶進這幾種染料拼染 的結果中去的理論； 初創(chuàng)階段1958年,在美國Sherwing-Willams安裝了第一臺由戴維遜 和海門丁哲開發(fā)的COMIC（ 模擬式配色電子計算機）； 興起時期1963年美國的氰胺和英國的I.C.I相繼宣布用數(shù)學計算機

3、 代客戶作配色服務,視為電腦配色史的里程碑。我國1987年開始進行國產電子測配色系統(tǒng)的研究,重點解決國產染料的配色、混紡纖維的配色、底布轉移等。沈陽化工研究院針對以上情況研究測配色系統(tǒng),并推出了SRICI(思維士)配色中文軟件,為國內最早中文軟件，主要功能有單一織物和配方修正,混紡織物的配色和修正,顏色測量及質量控制和顏色配方庫管理等。在原紡織部重視下,立題“電子計算機測配色系統(tǒng)”,為“七五”攻關項目之一。江蘇省紡織研究所設計的一套軟件,實現(xiàn)了全套系統(tǒng)的國產化，系統(tǒng)軟件適用于紡織品的國產染料的配色,且有底物轉移及批量校正功能。上海信聯(lián)創(chuàng)作電子有限公司也研制出一套中文系統(tǒng)配色軟件Accu-sys

4、。4、電子測配色及自動配料系統(tǒng)的工作流程:一、電子測配色的優(yōu)勢 1）適應當前紡織品市場多品種、小批量的特點, 2）降低光源色變，給出不同光源下的準確配方； 3）降低配色次數(shù)，提高打樣效率，縮短生產周期； 4）對變色現(xiàn)象進行預測，預先得知配方顏色的品質； 5）具有精確的修色功能，可修正配方、統(tǒng)計小樣與生產大樣的差異系數(shù)、生產機臺之間的差異等，提高對色率； 6）數(shù)字化存檔管理，可以與自動稱量系統(tǒng)、小樣染色機、在線檢測系統(tǒng)連網(wǎng)使用，有助于提高印染廠的管理和生產的自動化水平； 7）對染料、助劑檢驗分析，對力份、助劑效果判定，降低染色料的消耗,減少常用染料和助劑的種類,減少庫存電子測配色系統(tǒng)電子測配色系

5、統(tǒng)二、電子測配色系統(tǒng)工作流程1、分光光度儀在電腦測配色系統(tǒng)中，分光光度儀是非常重要的部分，其作用相當于人的眼睛，所有的顏色均需通過它測量后轉變?yōu)閿?shù)據(jù)傳輸給軟件處理。目前，電腦測配色系統(tǒng)所使用的分光光度儀主要有兩類：單光束和雙光束。三、電子測配色系統(tǒng)組成雙光束分光光度測色儀便攜式分光光度測色儀2、測配色軟件測配色軟件在系統(tǒng)中的作用相當于人類的大腦。對測配色軟件好壞的評價最終表現(xiàn)在色差評定結果與人眼的相關性和給定配方的準確性。測配色軟件的開發(fā)都符合CIE準則，這是目前國際顏色控制行業(yè)普遍遵循的理論準則。3、電腦及打印機顯示被測樣品各項參數(shù)，分析數(shù)據(jù)，輸出相關數(shù)據(jù)及配方Datacolor SF600

6、plus 測色系統(tǒng) 廣東德潤紡織有限公司 Datacolor SF600plus 測色系統(tǒng)SF600plus 測色系統(tǒng)是真雙光束的分光光度測色儀，使用的波長分辨率高達3nm,波長范圍380720nm，輸出的波長間隔10nm，測色孔徑有30mm,20mm,9mm,6mm,3mm五種，短期測量重復性E=0.1（CIE Lab） Datacolor測配色系統(tǒng)包含全新的Smart match精明配色技術,通過生產加工中積累的經(jīng)驗和修色,給出化驗室智能化配方。該系統(tǒng)能從色庫中以最快的速度找到接近的顏色和配方,大大提高打樣速度,并具有屏幕顏色顯示功能,如“標樣與配方估計樣的比較;標樣與色庫中最接近樣的比較

7、”;能顯示不同光源下的顏色,以表示同色異譜現(xiàn)象。該系統(tǒng)還具有完善的品質管理系統(tǒng),如反射率與濃度(C)、K/S值與濃度(C)曲線圖、CIE Lab色坐標圖、光源色變、色力度、CIE白度值和明度/力度分色等,并同時有中英文軟件,操作方便。Datacolor Smart Match 配色系統(tǒng)四、顏色的表征明度明度 L色相色相 H彩度彩度 CAB顏色表征系統(tǒng)CIE1931RGB表色系統(tǒng)：C=R(R)+G(G)+B(B) C為某一待匹配的顏色的明度，R、G、B分別表示三原色混色時的 數(shù)量CIE1931XYZ表色系統(tǒng)孟塞爾表色系統(tǒng)：HV/C=色相明度/彩度1、電子測色公式所謂電子測色，就是應用電子測色儀將

8、物體的顏色用數(shù)值表示出來。目前，普遍采用的測色儀是分光光度測色儀。該設備通過采集物體表面的若干光學參數(shù)，反射物體的光譜輻亮度因數(shù)()、光譜反射比()和相對光譜靈敏度S()等，并根據(jù)色度學的三個基本方程式求出被測物體表面顏色的CIE(國際照明委員會)三刺激值X、Y、Z，代替人眼來表征物體表面的顏色特征。五、電子測色的基本原理反射物體用分光光度法測色的計算公式為：CIE1931XYZ表色系統(tǒng)標準色度觀察者光譜三 刺激值 S（）標準照明體的相對光譜能量分布（）物體的分光反射率k常數(shù)，稱作調整因數(shù)2、分光光度測色儀工作原理3、儀器測色的幾何條件 光源、物體和觀察者之間的相互光學效果，取決于光源的漫射、

9、定向性能、觀察位置，以及光源與樣品、樣品與觀察者之間的角度，故可以通過調整三者之間的幾何條件，突出或削弱體色、紋理和光澤。實踐中能夠從許多不同角度的組合，為了最大限度地減少偏差，建立統(tǒng)一的測色標準，一般采用以下四種用于反射樣品測量的標準照明和觀察的幾何條件。 熒光測色儀器沒有精確控制照射試樣UV能量的能力 含濕量對試樣進行“調濕”，使含濕量穩(wěn)定 透光性采用相同的條件進行測定，并層疊至不透光為止 硬挺程度柔軟試樣易伸人測色儀的透光孔內 對光和熱的敏感度對光/熱敏感的試樣，在瞬間曝光的測色儀中測量 小面積試樣使用SAV的小試樣，讀取多次測量結果的平均值 試樣的表面結構某些試樣本身具有影響測試結果的

10、物理性能 色差當測定的試樣顏色不勻時，需測定平均值六、影響測色結果的因素七、電子配色基本原理1、配色軟件采用“庫貝爾卡一蒙克”(KubelkaMunk)理論作為光學原理基礎，即3、反射率的計算 反射率()與波長()關系 每只染料不同濃度的反射率曲線,應是有規(guī)律地平行分布,濃度越低,反射率越高;濃度越高,反射率越低。若曲線出現(xiàn)不規(guī)則現(xiàn)象或交點,則應啟用系統(tǒng)修正功能對曲線加以修正。2、計算機配色方程通式 其中：K、S分別為不透明體的吸收系數(shù)和散射系數(shù) k表示單位濃度的K/S值 只有一種染料：K/S=K0/S+kc （K0為纖維的吸收系數(shù)）多種染料配色： 4、三刺激值的計算 應用三刺激值可計算出理論

11、色樣與標準樣之間的色差是否在設定允許范圍內，若在設定允許范圍內，則計算不同光源下的色變指數(shù)和成本，打印出結果，進行小樣染色。若色差不在允許范圍內，先計算三刺激值差，再對染料濃度進行修正5、修正染料濃度方程由c=B-1t可得知染料濃度差，c1、c2、c3是初始配方染料濃度，c1A、c2A、c3A是調整后的配方染料濃度，即：6、精明配色精明配色就是配色系統(tǒng)通過平時積累的生產經(jīng)驗,先建立智能化點,計算機根據(jù)實際染色較接近的配方進行的染色,給出智能化配方。前面所述配方計算都采用KUBELKA-MUNK理論，但是實際使用的染料、染色工藝及紡織品的性能卻只能部分滿足這些理論所要求的邊界條件，一般配色成功率

12、僅30%60%，而精明配方即使惡劣環(huán)境下也能將一次配色成功率提到90%以上，甚至100%，提高了配方產量和效率八、數(shù)據(jù)庫的建立1、制備基礎色樣 制備基礎色樣的目的主要是為了將顏色轉化為數(shù)據(jù)庫資料儲存在計算機中, 建立起一個色樣立體空間結構。這是一個由顏色向數(shù)字化過度的過程, 它主要利用了各種色樣表面的反射率不同, 將顏色與數(shù)字聯(lián)系起來。我們意在借助基礎色樣來建出一個模式框架, 之后在實際運用中, 只需將目標顏色輸入到此模式框架中, 即可迅速地生成染料配方, 這就是制作基礎色樣的原因所在。 制備色樣的注意事項：（1）由專人負責制作, 減少人為的誤差; （2）所用染色濃度的檔次視各種染料情況而定,

13、 一般在實際使用范 圍內選定若干不同濃度，例如：0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、 1.0%、1.25%、1.5%、2.0%、3.0%、4.0%這一濃度梯度;（3）所用的紗線或織物的纖維材質組織一般選用產量大的,具有代表性（4）實驗室小樣與大生產的染色方法條件應盡可能一致; （5）被染的基礎數(shù)據(jù)庫樣要在同一臺小樣機上制作。2、建立數(shù)據(jù)庫 染出基礎色樣后, 要通過測色光譜光度儀測量單色染料各檔染色物在可見光譜范圍內的反射值數(shù)據(jù), 并自動輸入計算機儲存, 換算成染料的 K/S 值, 建成配色處方。實際生產過程中一般流程： 人工小樣數(shù)據(jù)分析建立處方分析處方大樣生產實際修正數(shù)據(jù)入庫九、

14、配色的三種方式1、歸檔檢索色號歸檔檢索就是把以往生產的品種按色度值分類編號，并將染料處方工藝條件等匯編成文件后存入計算機內，需要時憑借輸入標樣的測色結果或直接輸入代碼而將色差小于某值的所有處方輸出，具有可避免試樣保存時變褪色問題及檢索更全面等優(yōu)點，但對于新的色澤往往只能提供近似配方，仍需憑借經(jīng)驗調整2、反射光譜匹配對染色的紡織品最終決定其顏色的是反射光譜，因此使產品的反射光譜匹配標樣的反射光譜是最完善的配方，又稱無條件配方。這種配色只有在染樣和標樣的顏色相同，紡織材料亦相同時才能辦到，但是實際生產中卻不多。三、三刺激值匹配計算機配色第三種方式所得配色結果在反射光譜上和標樣并不相同，但因三刺激值

15、相等，也任然可以得到等色。由于三刺激值須由一定的施照態(tài)和觀察者色覺特點決定，因此所謂的三刺激值相等，事實上是有條件的。反之，如施照態(tài)和觀察者兩個條件中有一個與達到等色時的前提不符，等色即被破壞，從而出現(xiàn)色差，這正是此種配色方式被稱為條件等色配色的由來。計算機配色運算時大多數(shù)以CIE標準施照態(tài)D65和CIE標準觀察者為基礎，所輸出的處方是能在這兩個條件下染得與標樣相同色澤的處方。但是為了把各處方在施照態(tài)下改變后可能出現(xiàn)的色差預告出來，還同時提供CIE標準施照態(tài)A、冷白熒光燈F或三基色熒光燈TL-84等條件下的色差數(shù)據(jù)，染色工作者可據(jù)此衡量每個處方的條件等色程度。十、電子測配色在染整加工中的應用1

16、、色樣的準確性控制和提供品管測色報告隨著電腦測配色技術的普及，越來越多的客戶要求化驗室按樣或按反射率數(shù)據(jù)仿色打樣，且要求化驗室供樣達到其所規(guī)定的色差值范圍，同時提供測色報告。這在一定程度上避免了因時間不同，年齡層次不同的人員視覺以及燈箱環(huán)境所帶來的對色差別，同時對一些同色異譜樣的確認工作帶來較大方便。對歐美單，當小樣確認或大生產樣發(fā)生顏色糾紛時，提供測色報告最具有說服力。2、小樣配色、染料選擇和配方確定隨著經(jīng)濟的全球化，現(xiàn)在客戶對顏色的要求越來越高，特別是歐美單，雙光源對色且不能有跳燈現(xiàn)象已很普遍，現(xiàn)在更多的客戶要三光源或更多光源對色且不能有跳燈現(xiàn)象。近幾年，很多都要求多光源對色且不能有同譜異

17、色現(xiàn)象，這些光源都是一些近幾年歐美商場流行的光源，如IncA，U3500等特殊光源，光靠打樣師傅的經(jīng)驗已不能快速準確地滿足客戶的要求，電腦配色就能有效地解決這一問題，把客戶的數(shù)據(jù)或原樣輸入電腦，通過測配色系統(tǒng)即可找出跳燈現(xiàn)象最小、色差最小的配方，節(jié)約了打樣時間，提高了打樣效率。自動稱配料系統(tǒng)1、人工稱配料與自動稱配料的區(qū)別: （1）人工稱配料誤差大、人為因素，自動稱配料精確； （2）人工稱配料危險度高，污染嚴重，身體傷害大； （3）人工稱配料相對自動稱配料次品頻率高。2、自動稱料系統(tǒng)的組成: （1）配液準備系統(tǒng) （2）準備染液整理系統(tǒng) （3）配液稱量裝置 電子測配色系統(tǒng)與上述裝置的液相比色系統(tǒng)

18、相連, 通過透射信息來控制溶液, 然后可按配色處方進行自動配液。3、粉狀染料和助劑稱量和配料系統(tǒng)1）粉狀染料和助劑稱量和配料系統(tǒng)適用于：連續(xù)軋染/染料用量比較大的工藝2）粉狀助劑：元明粉、純堿、平平加、醋酸鈉、醋酸銨、鹽3）總體操作流程：前處理生產線的退煮漂堿濃度及雙氧水的濃度的變化，會影響坯布的白度、上色性、毛效、布面光潔度、縮水率等，因此通過對工藝流程的控制使漂白布的質量保持穩(wěn)定。堿液、雙氧水、各種其他助劑的集中配送，首先對所配的母液的濃度進行檢測，再根據(jù)所需的濃度及坯市的消耗預測制訂配送方案。在作業(yè)過程中，根據(jù)實際動態(tài)所測的濃度變化再進行配送方案的細調整，讓槽內的保持一定濃度。一、前處理

19、助劑配送系統(tǒng)二、印花自動調漿系統(tǒng)自動調漿系統(tǒng)結合印染工藝應用計算機數(shù)據(jù)庫技術及網(wǎng)絡技術對印染調漿實現(xiàn)配方數(shù)據(jù)庫的管理，再通過工業(yè)控制計算機對配漿泵與閥門控制。實現(xiàn)自動調漿的過程。整個系統(tǒng)是建立數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)利用汁算機對系統(tǒng)的管理與控制，通過1g精度的大樣電子稱和0.1g精度的小樣電子秤保證汁量的準確性。三、染色稱配料系統(tǒng)染色秤料配色系統(tǒng)在實現(xiàn)自動稱配料時與印花調漿基本相同，主要區(qū)別在于配方庫的管理與工藝流程的不同。而配方庫管理是根據(jù)工藝流程需要而沒計的。滴料系統(tǒng)在染色定單制作前必須先進行配方的制作，而一個定單往往進行會十幾次甚至幾十次的實驗制作分析，而滴料系統(tǒng)就是為解決成千上萬的實驗分析而設計

20、制造的。該系統(tǒng)由染料瓶(1000毫升)、攪拌裝置、滴料管、電子秤、控制電器和數(shù)據(jù)庫電腦組成。每只染料瓶分別裝有不同的染料，它通過攪拌器對其攪拌，防止沉淀。每只染料瓶上接有獨立的管道，管道上裝有一只微型電磁閥，當選種某個染料配料時，打開對應電磁閥，染料利用虹吸原理送到電子秤的量杯上。整個系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)庫優(yōu)化與配料控制。Datacolor 滴料系統(tǒng)組成：Autolab SM 開料系統(tǒng)；Autolab 100plus 滴料系統(tǒng)Datacolor 滴料系統(tǒng)與Datacolor 測配色系統(tǒng)是配套產品，SM 開料系統(tǒng)的主要功能就是根據(jù)設定的不同的染料濃度，配制滴液系統(tǒng)所需要的母液，稱量誤差

21、在0.01g /L以內。100plus 滴料系統(tǒng)是通過配方管理員將電腦測配色系統(tǒng)給出的配方輸入，使其滴出所需的染液再去打樣。此系統(tǒng)大大提高了打樣速度，減少了因人為稱量誤差而造成的浪費, 減輕了勞動強度。 Datacolor 滴料系統(tǒng)把常用的染料大致分為三個濃度, 如2g/L、20g/L、50g/L，輸入電腦建立基礎資料。該系統(tǒng)配有一臺磁力攪拌器, 可以在調液流程中把分散染料、還原染料、活性染料的調液步驟單獨設置, 其中分散、還原染料攪拌10min; 活性染料易溶解, 攪拌5min。Datacolor 有四種不同大小的滴料系統(tǒng)，它們分別含有的40、80、120、160個染液瓶及相應的注射器， 滿

22、足不同印染廠的需要，染液瓶的數(shù)量越多，可裝載的染料的色彩越豐富。在基礎資料管理中該系統(tǒng)具有檢查母液過期與庫存不足的功能, 能及時地調制母液, 以防止延誤滴料工作。 在配方管理員中, 100plus滴料系統(tǒng)是通過天平和排液時間來控制滴液量的, 大致有以下幾種主要功能: (1) 攪拌功能;(2) 能方便、清楚地存貯配方; (3) 準確及時地提供滴液報表;(4) 自動排液功能。該系統(tǒng)可方便而清楚地保存認可樣品的處方, 并可隨時調出, 進行打樣, 從而代替繁雜的存檔工作, 還可任選瓶號, 隨時滴出想要的染料。在滴液程式中, 能準確、及時地提供報表。因為100plus是靠天平和排液時間來控制滴液量的,

23、所以天平上顯示的克數(shù)能準確地反映其滴液量, 它的認可范圍是0.02，如果出錯，則屏幕會顯示, 告訴你哪個瓶號、哪只料多滴或少滴, 防止人為錯誤。該系統(tǒng)可消除染液沉淀問題，無需清潔機器。使用獨立的注射器，可直接將染料從母液瓶輸送到染杯，消除了交叉污染。該系統(tǒng)滴液過程都被計量，保證有完全的可控性和可追溯性；使用滴液杯托盤，可放置6個滴液杯，產量高；把水和助劑同時滴到染杯內，滴液速度快；染杯托盤可預先準備，提高效率；利用輸送帶使過程進一步自動化(多達60種配方進行滴液而元需人手)。如圖為Datacolor公司的高效能計量無管式滴液系統(tǒng)。Datacolor AumhbTM TF高效能計量無管式滴液系統(tǒng)應用舉例一、杭州開源電腦技術有限公司的助劑自動配料系統(tǒng)杭州開源公司的助劑自動配料系統(tǒng)是目前我國最新型的助劑自動配料系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)采用集散控制技術、計算機網(wǎng)絡技術、高性能數(shù)據(jù)處理技術、在線采集控制技術、自動化技術和可編程控器多層網(wǎng)絡架構技術等，實現(xiàn)了印染前處理、染色、后整理等車間染色、助劑自動化稱量、配送、檢測，以及控制、生產數(shù)據(jù)的實時記錄與在線控制等各項功能，是一套完整的國產技術的工廠自動化配送系統(tǒng)。它能與企業(yè)的ERP管理系統(tǒng)無縫連接，適用于印染前處理、染色、后整理等工序。該