CN1080677A - 一种预测纺织品染色配方的配色方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于预测纺织品染色配方的 配色技术，该技术采用线性规划手段将现行的纯光谱 匹配和纯三刺激匹配两种技术有机的结合起来，取各 之所长，除各之所弊，使之具有提取配方多，配色范围 广，配色结果置信度高的优点。本发明与现有技术比 较，配方超出额数可达70％—100％。经一次试染， 目视差在3级以上的比例为81％，二次试染目视色 差达3.5级以上的比例为91％。此外，本发明最突 出的特点是适宜任意个染料的拼色过程。

Description

本发明涉及一种配色方法，特别是一种预测纺织品染色配方的配色方法。

申请人对现有的配色技术内容进行了查新检索，查新结果表明，目前国内外现行的配色方法大致有二种方式：反射光谱匹配和三刺激值匹配。反射光谱匹配是采用将（配样）光谱匹配到与标样光谱基本相同，这是最完善的配色方式，然而这种配色只有在配样和标样的染料相同，纺织材料亦相同才能办到，这在实际生产中很难实现，故在生产过程中已基本不采用;现在最普遍使用的是三刺激值匹配法，按这种方式所得的配色结果在反射光谱上可以和标样不相同，但只要二者的颜色三刺激值相等即可，这是一种有条件的配色方法，长期实践可以发现，该方法还存在某些不足之处，主要表现在以下两个方面：

<1>从本质上讲，三刺激匹配法实属一种必须首先满足光谱一阶近似匹配条件下的三刺激匹配法，而现有方法明显就这一存在问题无法做出有力的判据手段，使得计算出的配方置信度降低。

<2>三刺激匹配法采用的是常规的矩阵代数运算，由此带来以下两个弊端。首先不能保证初解的染料浓度值都大于或等于零，这就为后续的配方修正设置了障碍;其次只能对三浓度求解，无法解决在实际工作中存在的二、四染料的配色过程。

本发明的目的是在于克服现有技术的不足，而提供一种预测纺织品染色配方的配色方法。

本发明的目的通过下列技术方案达到：

<1.1>建立线性规划计算公式。

在可见光谱400-700nm范围内，等间隔取波长点数31个的条件下，然后按如下一个线性规划计算公式，计算得出染料浓度，染料成本，F.E.E。值，四个标准光源（D₆₅.D₆₁₀₀.D₄₄₀₀.A）下的色差值。

目标函数 minF＝E₀+1000E

约束方程组：

C_i，E.E≥0 i＝1.2.3...n

上述各表述中，各量的实际物理意义如下：

n-参与配色的染料数（n＝1.2...m，m为染料总数）

λq-波长，q＝1.2.3....31

minF-目标函数F的最小值。

E₀-在31个波长点下，配样的（ (K)/(S) ）值的标样的（ (K)/(S) ）值的最大差异变量，待求解。

E-配样和标样的颜色三刺激值的最大差异变量，待求解。

C_i-第i个参与配色的染料浓度，i＝1.2....n，C_i≥0，待求解。

（ (K)/(S) ）-布样的吸光系数和散射系数之比值，其中

和分别表示标样和白坯布在波长λ_q处的（ (K)/(S) ）值，在计算中为已知量。

ψ_iλq-第i个染料在波长处的单位浓度（ (K)/(S) ）值。在计算中为已知量。

[ (dR)/(d（K/S）) ]^（s） _λ-标样的反射光谱和（ (K)/(S) ）值的变化率，在计算中为已知量。[ (dR)/(d（K/S）) ]^（s） _λ＝2R²/（R_λ-1），通过测量标样的反射光谱R_λ后，代入该式即可求解。

S（λ），X（λ），y（λ），z（λ）-分别为标准照明体的光谱功率分布和CIE1964标准观察者光谱三刺激值。在计算中为已知量。

<1.2>详细描述

以下结合本发明在对用分散染料对涤纶坯布进行配色的实例做进一步的详细描述。

A、首先选取一组相容性好（即各染料之间的化学作用可忽略不计），基本上能覆盖整个可见光谱色区的分散染料，这些染料中：分散大红（S-BWFL），红3B，分散红玉（S-2GFL），福隆橙（S-FL），分散黄棕（S-2RFL），分散黄（RGFL），福隆艳黄（SE-6GFL），汽巴胺脱绿（5G），分散艳青莲（E-BLN），分散兰（2BLN），分散兰（HGL），分散黑（S-3BL）共12个品种。对每个染料品种，按以下八个浓度档次：C标（i）＝｛0.05%，0.1%，0.25%，0.5%，1%，2%，3%，4%｝（i＝1....8），分别上染到同一材料性质的白坯上，构成96块单色系列样布。

B、分别对这96块不同浓度上染的样布进行反射光谱测量。R′_λ按式 ${\left(\frac{K}{S}\right)}_{\mathrm{\&lambda;}}=\frac{{(1-R^{\&prime;})}^2}{{2R}^{\&prime;}}$ 和算出样布的（ (K)/(S) ）_λ。光谱范围取400-700nm，波长点数取31。

C、同B测量待染白坯布的反射光谱R″_λ，按式 ${\left(\frac{K}{S}\right)}_{\mathrm{\&lambda;}}=\frac{{(1-R^{\&prime;\&prime;})}^2}{{2R}^{\&prime;\&prime;}}$ 算出白坯的（ (K)/(S) ）^（w） _λ。（即白坯基础数据）。

D、按式

标（1）算出各染料的φ_{i λq}

值。式中R′_λ和R″_λ分别表示单色系列样布和白坯布的光谱，C标（i）为基础单色样的上染浓度。

E、具体配色时，先测量出标样的光谱R_λ，并确定参与配色的染料数n以及配样之间允许出现的最大色差值△D₀，本发明选用的最大色差值△D₀＝1NBS单位，实际应用当中可根据用户需求来确定。其次n染料组合是由染料库中染料总数m及参与配色的染料数n决定的，例如，当染料库中染料总数m＝12选n＝2（二拼色）时，可生成的组合数（m/n）＝66;选n＝3（三拼色）时，可生成的组合数（m/n）＝220。

F、将已事先测出的（ (K)/(S) ）^（w） _λ和φ_{i λq}值及已计算出的n染料组合依次送入线性规划计算公式中求解。这里存在的问题是如何取用ψ_iλq初值。本发明采用的对策是先选用0.5%浓度档次的ψ值解出初始浓度，再找出与此初始浓度相邻的两档次浓度，由这两档上的ψ值通过线性插得到较为实际的ψ值后，再代入线性规划计算公式中求解二次浓度，二次浓度解出后，按式：

解出配样的反射光谱R^（m） _λ。

G、根据已求出的R^（m） _λ值，计算出标样与配样的色差值△D（按CIE1976Lab色差公式计算）。凡对应△D＞△D。的配方浓度将予剔除。

H、将已满足条件△D≤△D。的二次配方浓度值再代入线性规划计算公式进行修正。通过ψ值的反复内插，多次迭代计算，直至△D达到最小值（即目标函数F为最小值）时停止计算。结果举例见附录。

本发明与现有的三刺激值酸色技术（以下称“旧法”）比较，结果表明出配方数明显多于后者。配方超出额数可达70%-100%，此外，配色的精度有所提高。在旧法的计算配方中，可收敛的最小色差值（CIELAB）约0.5左右，而本发明一般可达到0.2-0.3左右。经一次试染，目视色差达到3级以上的，本发明为81%，旧法为60%，二次试染，目视色差达到3.5级以上，本发明为91%，旧法为80%。

由此可见，本发明具有如下优点：

1、本发明实际上是通过对一个线性目标函数，在一定的线性约束条件下进行最小处理的过程，将纯光谱匹配和纯三刺激值匹配两种方法有机的结合起来。目标函数值F综合地描述了配样与标样之间的光谱差异和三刺激差异。当F＝0时为一严格的光谱匹配，当F≠0时为近似光谱匹配下的三刺激配色。由于最终计算得出的结果总是当F为最小时的配方浓度，故最优解的置信度大大提高，有效地解决了在旧法中有可能出现偏差的配方的弊端。此外F值的大小还从侧面反映了配方的同色异谱程度。

2、由于规划方法中的解变量都为大于或等于零的值，这就为初解能继续代入线性规划计算公式中进行迭代修正畅通了道路。而旧法是一常规代数方法，初解变量有可能出现负值而认为是不可行配方而被删除，但实际情况是在这类配方中，是因为初始φ值选用不当，使得方程的初解过于偏离精确所致，造成所出的配方数明显少于本发明的配方数。

3、本发明适合于实际生产中广泛使用的二、三、四等任意个染料的拼色过程。

此外，本发明适于纺织品电子配色技术中。

Claims (5)

1、一种预测纺织品染色配方的配色方法，其特征是在整个可见光谱400-700mm范围内，等间隔取波长点数31个的条件下，然后按如下一个线性规划计算公式，计算得出染料浓度，染料成本；F.E.E。值，四个标准光源(D65.D6100.D4400.A)下的色差值。

目标函数minF=E。+1000E

约束方程组：

2、根据权利要求1所述的配色方法，其特征是在配色前须建立一组相容性好，能覆盖整个可见光谱色区的基础染料数据（ (K)/(S) ）和白坯基础数据（ (K)/(S) ）^（W）。

3、根据权利要求1所述的配色方法，其特征是在配色时，先测量出标样光谱（R_λ），并由用户确定参与配色的染料数n（n＝1.2……m）以及配样与标样之间允许出现的最大色差值△D，同时计算出n染料数的组合。

4、根据权利要求1所述的配色方法，其特征是在配色运算时，先调入0.5%浓度档次的ψ值，解出初始浓度后，再找出与此初始浓度相邻的两档基础浓度，由这两档上的ψ值线性内插得到较为实际的ψ值，再代入线性规划计算公式中求解二次浓度，凡色差值△D≥△D。的二次配方将予剔除。

5、根据权利要求4所述的配色方法，其特征是配色运算时，满足条件△D≥△D。的配方认为是可行配方，再继续修正，通过ψ值的反复内插，多次迭代计算，直至△D达到最小值时停止计算。