阳离子可染改性涤纶针织物电脑测配色精确度的研究Word下载.docx
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阳离子可染改性涤纶针织物电脑测配色精确度的研究
姓名刘日平院部化学化工专业轻化工程班级1191学号201106029111
学习企业名称泉州海天材料科技股份有限公司企业指导教师姓名杨乔罗喜红
学校指导教师张帆教研室主任潘璞
一、基本任务及要求：
1、课题内容：
结合工厂生产经验，剖析影响阳离子染料可染改性涤纶电脑测配色的要素，在分散阳离子单色样基础数据库的建立与修正、阳离子可染改性涤纶电脑测试和配色及阳离子可染改性涤纶电脑修色这三个主要环节中，寻找影响电脑测配色准确性的因素及方法途径，通过假设、实验、总结分析、论证等方法，高阳离子染料可染改性涤纶电脑测配色的精确度。
2、任务要求：
a、完成2000字以上的文献综述一篇；
11000—13000字毕业论文一篇；
并作好毕业论文开题报告和实验记录。
b、毕业论文资料含以下几个部分：
毕业论文工作手册、开题报告（含开题报告、文献综述合订）、毕业论文（毕业论文及任务书合订、科学论文实验记录本、电子文档）。
具体格式与规范，详见教务处相关资料。
二、进度安排及完成时间：
1.第1—2周查阅资料、撰写文献综述、开题报告
2.第3周检查、修改并提交文献综述、开题报告
3.第4周实验准备；
4.第5—11周实验、测试；
5.第12—13周实验数据整理、补充实验、撰写毕业论文初稿；
6.第14—15周修改并提交毕业论文、工作手册，原始记录
7第16周毕业论文答辩
目录
摘要I
AbstractII
1前言1
1.1阳离子可染改性涤纶纤维的发展1
1.1.1涤纶纤维的发展与不足1
1.1.2阳离子可染改性涤纶纤维的性能与发展1
1.2电脑系统测配色的发展2
1.3本课题研究的目的与意义2
1.4本课题研究的主要内容3
2实验部分5
2.1实验材料5
2.1.1实验材料5
2.1.2实验药品5
2.1.3实验仪器及设备5
2.2实验方法5
2.2.1阳离子可染改性涤纶纤维的染色5
2.2.2基础数据库的建立与修正7
2.2.3电脑系统测色出配方8
2.2.4电脑系统修色9
2.3测试方法10
2.3.1表面色深度K/S值测试10
2.3.2色差的测试10
3结果与讨论11
3.1影响单色基础数据库的因素11
3.2影响电脑系统测配色、修色的因素15
4结论26
参考文献27
致谢28
附录29
阳离子可染改性涤纶针织物电脑测配色精确度的研究
摘要:
本文主要对阳离子可染改性涤纶针织物电脑测配色的精确度进行了研究。
在单色样基础数据库的建立与修正、阳离子可染改性涤纶针织物电脑测配色及修色三个实验环节进行分析。
实验结果表明，单色样基础数据的准确性是影响其测配色精确度的最基础因素，染料的配伍性和标样自身的颜色是提高测配色精确度的主要因素，实验过程的各类操作和染色过程等不可避免的人为误差也影响其测配色的精确度。
通过改进，深色系列经过0-1次修色可达到色差△E＜0.7甚至更低，浅色系列经过1-2次修色可达到色差△E＜0.7，敏感色系列通过2-3次的修色可达到要求，大幅度提高了阳离子可染改性涤纶针织物电脑测配色的精确度。
关键词：
阳离子可染改性涤纶针织物；
电脑测配色；
单色样基础数据库；
色差
PrecisionstudyoncomputercolormeasuringandmatchingforcationicdyeablemodifiedPET
Abstract:
ThispapermainlystudiedtheprecisionofcomputercolormeasuringandmatchingforcationicdyeablemodifiedPET.Inthethreeprocessofexperimentisanalyzedbasedontheestablishmentandrevisionofmonochromesamplebasicdatabase,computercolormeasuring,matchingandrevisionforcationicdyeablemodifiedPET.Theaccuracyoftheexperimentalresultsshowthattheaccuracyofmonochromesamplebasicdatabaseisthemostbasicfactorsthatinfluenceits’precision,compatibilityofdyesandthecoloroftheprototypeitselfarethemainfactorthatimproveitsprecision,theinevitablehumanerrorsuchasallkindsofoperationandthedyeingprocessduringexperimentmayalsoinfluenceitsaccuracy.Byimproving,darkseriescolor
canreducechromaticaberrationtoless0.7（△E<
0.7）orlowerafter0to1repairingcolor,lightcolorseriescolorcanachievechromaticaberrationless0.7（△E<
0.7）after1to2timesrepair,andforsensitivecolorseriescolorcanmeettherequirementsafter2to3timesrepairing,thustheaccuracyofcomputercolormeasuringandmatchingforcationicdyeablemodifiedpolyesterknittedfabricwasincreasedby
a
large
margin.
Keywords:
cationicdyeablemodifiedPET;
computercolormeasuringandmatching;
Monochromesamplebaseddatabase;
chromaticaberration
1前言
1.1阳离子可染改性涤纶纤维的发展
1.1.1涤纶纤维的发展与不足
自20世纪40年代英国工业革命涤纶批量生产以来，如今涤纶已成为第一大合成纤维。
涤纶具备断裂强度高、回弹性好、尺寸稳定性高、耐热耐光性好等许多优良的性能，由其制成的衣服不仅耐穿耐磨性能好，而且具有很好的耐腐蚀性，易洗快干，因此涤纶被普遍应用于装饰、服装、产业等范畴领域。
然而涤纶由于内部分子紧密排列，分子间亲水结构缺少，因而其回潮率较小，吸湿性能较差。
在相对湿度为95％的条件下，其最高吸湿率仅为0.7％，因为其吸湿性能不好，染色性能差，抗静电性能差，涤纶织物透气性不好，抗起毛起球性能差[1]。
通过涤纶改性克服上述涤纶的缺点，又保留了原本的优异性能，改性涤纶得到广泛的运用和大量生产，深受消费者的亲睐，目前行业改性涤纶的批量生产已远远不能满足人们对它的多样化、功能化的需求[2]。
1.1.2阳离子可染改性涤纶针织物的性能与发展
从70年代起就有人开始研究在涤纶的链段结构中引入活性基团，使这成为离子型染料的染座以改善涤纶的染色性能。
目前进入工业化生产的有CDP和ECDP两大类阳离子染料可染改性涤纶。
CDP的制备是在普通的PET聚合中加入第三单体，如间苯二甲酸二甲酯磺酸钠（即SIPM），使所得改性涤纶的链段结构中引进了能结合阳离子染料染色染座的活性磺酸基团。
因为阳离子染料具有色谱齐全、色彩鲜艳、价格便宜等优点，阳离子可染改性涤纶呈现出良好的发展势头。
由于磺酸基的引入，破坏了纤维原有的结构，从而使CDP的热性能和超分子结构与常规PET有很大不同，除了染色性能以外，还部分地改善了一些使用性能[3]。
但同样由于磺酸基的引入，虽然玻璃化温度（Tg）下降，结晶性能变差（冷结晶温度Tc上升），而分子间的范德华力由于极性的增大而增大，纤维内部的磺酸基的可及性较差，通常条件下的上染率仅为理论值的16%左右，因而CDP的染色仍须在110-130℃的条件下进行，以加剧分子运动，使分子间短时内间隙增大，增加磺酸基的可及性，提高其上染率。
ECDP是在普通的PET聚合中加入具有柔性的第四单体而制得的常温常压可染聚酯。
常用的第四单体主要有二元脂族或芳族醇、二元脂族或芳族梭酸和经基酸类。
ECDP纤维引入了第四单体之后，使得纤维无定形区域的结构变得比较疏松，大分子链上不仅有了阳离子染料可染的染座，且分子链变得柔顺。
共聚酯纤维的玻璃化转变温度（Tg）下降，结晶度下降，上染不仅是离子反应的结果，还包括溶解的上染部分（即染料进入无定形区），所以，染料分子能够到达的染座数目相对增加，ECDP的染色饱和值显著高于CDP，柔软性能和服用性能也比CDP和PET好[4]。
1.2电脑系统测配色的发展
20世纪40年代，科学家从理论上建立了称之为KUBELKA-MUNK理论的配色的光学基础（简称为K-M理论）。
K-M理论具有简单实用的特点和长期以来积累的经验等优势，使许多工业应用和商业软件仍然以它为基础理论去解决实际中的配色问题。
1970年以来，在K-M理论的计算机测配色算法已相当成熟的基础上，改进的结合三剌激值光谱曲线迭代算法确立了其主导地位。
配色软件的智能化加速了电脑系统测配色的发展。
一方面，它使计算机配色系统具有了记忆和学习的功能，能把实际染色结果的配方信息记录在案，然后不断给新计算出的配方提供修正系数加以修色。
另一方面，计算机配色系统软件逐步在和染色加工有关的所有工厂，结合整体生产工艺的软件解决方案，实现智能化批量操作和生产。
配色系统可以通过其平时积累的生产经验，然后分别给出化验室智能化配方和适合大生产的智能化配方，使电脑测配色系统越做越聪明[5]。
另一方面，人们对计算机系统测配色作了大量的改进，例如染料批次间质量差异的校对、染料基础数据处理方法的改进、染料在拼色时各组份之间相互作用所造成的上染行为的修正、混纺织物的配色等等。
这些方面的改进,很大的提高了当前的配色软件的实用性及准确性。
1.3本课题研究的目的与意义
传统纺织品的染色，必须经打小样工序确认后才能大缸批量生产。
在电脑测配色运用以前，企业生产基本都是由试打样员按客户提供的标样，凭积累的经验估算出配方，然后通过多次试样打样来调整配方，使打出来的试样色差达到或接近标样，给客户确认好后再传到车间大货生产。
这样打小样不仅增加打样员的工作量，浪费工时、染料，而且在很大程度上局限于配色人员经验和能力，大大的增加了生产成本[6]。
随着产品小批量、多品种化，以及人们越来越注重产品的质量，显然传统的经验型打样方法早已不能适应当今的生产要求，这给现代染色配色带来了挑战和机遇。
电脑测配色仪的应用，减少了小样返打的次数，减少了大生产的修色，提高了小样的一次命中率和成品布的一等品率。
采用精明配色和储存的配方，可直接快速筛选出跳灯现象小、成本较低、适合本厂大生产的染料，减少了打小样过程中的重复劳动，缩短了化验室打小样的时间，降低生产了成本，大大的提高了产品的竞争力[7]。
电脑测配色技术已基本成熟，已经逐渐应用于各类合成、天然纤维织物，尤其是涤纶织物、锦纶织物等生产量大、生产工艺稳定的这类织物，但对一些改性织物、生产工艺相对不够成熟的织物涉及电脑测配色应用则较少，本课题则是专门探究纯CD纱（分散阳离子可染改性涤纶针织物在本工厂俗称为CD纱，以下简称CD纱）电脑测配色在企业实际生产的应用，它将弥补了行业在阳离子改性涤纶针织物电脑测配色在实践生产中的空白。
随着消费者对CD纱颜色、花式、混纺款式的要求不断提高，实现CD纱染色的高效生产，这给企业生产带来了一定的难度和挑战。
CD纱电脑测配色的应用将大大提高CD纱染色在生产中的效率，通过大量的实验验证和小样生产，从人工配色、修色逐渐过渡到电脑测配色，通过人工打样的经验分析影响电脑测配色的因素并找到解决方法，从而不断提高计算机系统测配色的成功率，跨越式的提高企业效益。
1.4本课题研究的主要内容
虽然CD纱电脑测配色的研究在行业中的应用几乎空白，但可借鉴涤纶等织物电脑测配色的生产经验和模式，结合CD纱自身的性质，如CD纱结构性质、易受不同染料的影响等，在单色样基础数据库的建立与修正、阳离子可染改性涤纶针织物电脑测配色及修色这三个实验环节，找出影响CD纱电脑测配色精确度的主要因素，再探索其解决途径，从大量实验数据中找到规律和方法，提高CD纱电脑测配色的精确度。
首先以CD纱为原料对11只分散阳离子染料制作单色基础色样，将颜色转化为数据库资料储存在计算机中。
计算机配色就是根据事先存入计算机内的染料基础数据按统一的数学模式来进行计算机配色。
基础数据库是否准确合理将直接影响计算机配色的效果。
然后按照测色配色系统建库操作方法进行基础色样的测量，并进行相关数据录入。
基础数据库建立后，可对其正确性进行检验。
由于在打单色样制作基础数据的过程中有称料、配液、时间、温度、助剂等误差，以及染色过程、还原洗或沾色造成的打样偏差，则须通过单色样录入后得到的数据自动绘成的K/S值曲线或光谱曲线检验其正确性,对有偏差的单色布样进行修正，对偏差严重的布样重新打样加以修正[8]。
最后进行系统配色和修色。
用电脑系统提供的配方染色完成的试样与标样进行比较，如果试样与标样的色差在可接受范围内，则配色成功。
如果色差不符合要求，但色差不是较大，可凭打样经验对配方略加调整，这样进行修正的效率比完全计算机修色较快。
若色差较大，配方需要调整的染料量较多，则采用计算机系统的修正功能对未达要求的试样作进一步的修色，得到修正配方后继续打样，尽量减少与标样之间的色差，直到修正后的试样与标样色差符合要求[9]。
2实验部分
2.1实验材料
2.1.1实验材料
胚布：
织物规格75D/72F（泉州海天材料科技股份有限公司）
以下所有实验的织物布重为5g
2.1.2实验药品
分散阳离子X（11只）
日本化药公司
元明粉
泉州立信化工贸易股份有限公司
纯碱
冰醋酸
氢氧化钠
2.1.3实验仪器及设备
电子天平
厦门佰伦斯电子科技有限公司
MAT-24M-090945新红外线染色机
瑞士玛帝仕（香港）科技股份有限公司
101-3A型电热鼓风干燥箱
天津市泰斯特仪器有限公司
Sedo系统计算机测色配色仪
SedoTreepointGmbH
脱水机
广州市鸿靖实验设备有限公司
2.2实验方法
2.2.1阳离子可染改性涤纶纤维的染色
工艺流程：
染色→水洗→（染料用量o.w.f大于2.0%时需还原洗）→脱水→烘干
工艺配方：
分散阳离子（o.w.f）
x%
元明粉
2g/L
o.w.f小于2.0时0.3g/L
o.w.f大于2.0小于3.5时0.4g/L
o.w.f大于3.5时0.5g/L
染色温度
120℃
染色时间
o.w.f小于2.0时30min
o.w.f大于2.0小于3.5时40min
o.w.f大于3.5时50min
浴比
1:
12
注：
当染料浓度（o.w.f）≥2.0%时，需要还原洗。
还原洗配方：
保险粉
1.5g/L
片碱
0.8g/L
温度
80℃
时间
20min
表1阳离子可染改性涤纶针织物单色样染色工艺表
编号
染料用量（3RL-ED、BG-ED、GRL-ED、RP-ED、2RL-ED、7GL-ED、4GSL-ED、10G-ED、BL-ED、B-ED）
/%（o.w.f）
染料用量
（MR-ED）
g/L
保温时间
/min
浴比
1
0.005
0.1
o.w.f＜2.0时，0.3
2
o.w.f＜2.0时，30
0.01
0.25
3
0.05
0.5
4
1.0
5
2.0
6
3.0
7
4.0
8
5.0
2.0≤o.w.f≤3.5时，0.4
2.0≤o.w.f≤3.5时，40
9
6.0
10
o.w.f≥3.5时，0.4
o.w.f≥3.5时，50
11
工艺曲线：
120℃30min
3℃/min5℃/min
入染80℃水洗
70℃
2.2.2基础数据库的建立与修正
2.2.2.1单色基础数据库建立的准备工作
首先打开Sedo电脑测配色仪预热3～5min，然后选择大孔径进行测色。
进行测色之前要对测色仪器进行校正。
校正步骤流程图如下：
打开电脑→Colortools或DCIMatch→点击系统栏按钮“仪器”→点击“校正”→选择测色条件→点击“校正”→放黑阱→点击“可继续”→放白板→点击“可继续”→放绿板→点击“可继续”→查看判定值→若合格，点击“确定”→若不合格，重新校正。
校正需要注意事项：
1.打开测色仪电源后，先温机20～30分钟；
2.测色仪连续使用6个小时后，需重新校正一次（系统会自动提示）；
3.当孔径更换时，需重新校正；
4.校正黑阱，黑阱上的字要朝上且向前；
5.校正使用的白板及绿板，表面请勿用手触摸或刮伤；
若有脏污，请用柔软的布面擦拭干净；
若有裂痕，请更换校正板，校正时板面要正立向上；
6.测色仪附有两种白板，一般校正时，使用底面为黑色的白板；
每周校正白板值一次，使用底面为红色的白板。
7.白板校正（每周校正一次）：
8.校正条件选择：
1）镜面光泽：
不包含；
2）测色孔径：
大孔径；
3）UV含量：
100％UV（滤镜Off）。
测色条件选择完成后，按步骤流程进行一般校正，后点击系统栏按钮“仪器”选择“白度设定”子菜单里的“UV校正”，检查白板值是否正确；
将底面为红色的白板正立放在测色处，按下“自动校正器”，出现的对话框点击“确定”进行自动校正，校正完后，重新选择测色条件进行一般校正。
2.2.2.2基础数据的录入
按照以下步骤进行数据的录入:
第一，输入基础资料。
在测配色仪器上测出一块空白试样的相关数据，用做基础资
料。
第二，选择染料种类。
在系统界面中选择实验室所用的“染料种类”，并为此染料
起名。
第三，录入数据。
对各个染料浓度梯度下的布样分别测色、记录并保存。
填好布样
的基本信息后，将色样放在测配色仪上测色，再将生成K/S曲线图保存下来。
同一染料的各浓度梯度所对应的色样测完之后，将会自动生成一个含有颜色浓度由低到高排列的对话框。
第四，选择加工程序。
在系统主界面中选择“加工程序”，并为试验上染布样所采用的上染工艺起上名称。
第五，创建染色组。
点击系统主界面上的“染色组”对象，在电脑桌面弹出的染色组窗口中填写好相关信息，如:
名称、染料种类、主要加工程序等等并保存。
第六，设置混纺比。
在系统主界面中点击“混纺比率”项目，在弹出的窗体中填写好相关信息，如在名称栏里填写上色样名称“纯CD纱”，在染色组中选择染色组。
第七，填写品种信息，在系统主界面中点击“品种”对象，在弹出的窗体中填写好各栏信息。
2.2.2.3基础数据的修正
利用各浓度基础色样原反射率值，由计算机反算其浓度分配，计算机计算出的浓度配方应与建立基础资料时存入计算机的浓度相同。
误差在3%—4%时，其基础资料算正确，超出此限值，原则上以重新建立基础色样为宜。
2.2.3电脑系统测色出配方
2.2.3.1电脑系统测色操作基本步骤
点击Colortools→孔径处放置标准样→点击上栏按扭“标准样：
仪器平均”→点击“接受目前资料”→孔径处放置批次样→输入批次样名称（否则系统将默认为“批次样1”）→点击“测色”（单次或多次测色）→点击“接受目前资料”。
附：
所测试样不止局限于实物试样，也可以输入颜色样的数据资料，例如：
可输入“L、A、B值”、“L、C、H值”、“R%16点”等数据。
注意事项:
1）布面要求平整，标准样与批次样的毛向要一致；
2）测色时尽量选择多位置多方向；
3）若布面很薄或色很浅，测色时应将布4折或使试样背景相同。
测色条件的选择：
1）一般情况下，镜面光泽选择“包含”，UV含量选择“100%UV（滤镜off）”；
2）所测试样为纸片或样品含荧光染料时，镜面光泽选择“不包含”；
3）所测试样为白色（含荧光增白剂）时，UV含量选择“UV校正”。
2.2.3.2测色结果说明
合格与否是由系统根据设定的允差值评判的，不同的允差公式（该系统设定有7个允差公式）其允差值也不同，常用的允差公式有CIEL*A*B（1994）、CMC，最新推出的允差公式是CIEL*A*B（2000），其中CMC允差公式是公众所认可且最接近人眼，CIEL*A*B（1994）将被逐渐淘汰。
2.2.3.3判定结果
1.DL*表示深浅度，“+”表示浅，“-”表示深；
2.DA*表示红绿，“+”表示红，“-”表示绿；
3.DB*表示黄蓝，“+”表示黄，“-”表示蓝；
4.DC*表示彩度（明暗度），“+”表示鲜艳，“-”表示灰暗；
5.DH*表示色相（色光）；
6.DE*是根据以上的数据利用允差公式计算而得。
常用光源说明：
Ｆ02deg→CWFF11deg→ TL84。
2.2.4电脑系统修色
彩配色流程图如下：
双击DCIMatch→配色主视窗→点击“配方”→点击鼠标右键，子菜单选择“配方计算”→选择布种及可用的染色组→标准样处输入名称→测色→点击“染色组”选择染料→点击“
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