纺织品色牢度自动评级系统性能的研究

张向丽 刘锦瑞 孙丽霞 袁园园 高友军

摘 要：为了验证实验室自主研发的色牢度自动评级系统的性能，根据该系统的特点，针对不同形式的沾色色牢度和变色色牢度，分别从公式、方法准确性、方法精密度以及样品的适用性等几个方面进行探讨。结果表明：该系统的计算结果与GB/T 32598—2016和GB/T 32616—2016中的要求一致，准确性和精密度良好，适用于不同形式和不同类型样品的沾色色牢度及变色色牢度级别的评定。该系统的研制和应用，使色牢度评级结果更为准确、可靠，有利于仪器评级方法更好地推广。

关键词：自动评级;准确性;精密度;适用性

中图分类号：TS107

文献标志码：A

文章编号：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

纺织品色牢度是评价纺织品质量好坏的重要指标之一。目前纺织品色牢度的评级方法有人工评级法和仪器评级法，仪器评级法又分为影像法和测色仪法：影像法[1]是对采集的图片进行评级，实际使用时某些颜色织物的图像与实物有较大差异;测色仪法[2]在测定时需直接接触被测织物，评级时对织物的表面形态、组织结构等要求很高，且不易实现自动化。由于两种仪器评级法都具有一定的缺陷，给仪器评级法的推广带来较大困难，因此目前色牢度评级方法仍以人工评级为主。而人工评级法对人员的要求较高，评级人员的经验、疲劳程度、情绪等都会对评级结果造成影响。

针对上述情况，研制出一台纺织品色牢度自动评级系统（以下简称“系统”），系统结合了影像评级和测色仪的优点，根据GB/T 32598—2016《纺织品色牢度试验贴衬织物沾色的仪器评级方法》、GB/T 32616—2016《纺织品色牢度试验试样变色的仪器评级方法》的原理，通过色牢度自动评级工作站控制图像信息采集及分光测色系统，分别获取试样位置及色差信息，并计算、输出结果，实现样品色牢度等级自动评定[3-5]。考虑到色差仪的测定原理和系统的构造，系统仅适用于沾色、变色均匀且图案直径不小于10 mm的样品。该方法有效消除了人工评级对色牢度级别造成的影响[6]，结果更加准确可靠[7]，且具有快速化、智能化的特点。

本文就系统的性能展开研究，分别对不同颜色[8]、不同形式的沾色色牢度和变色色牢度的公式准确性、方法准确性、方法精密度以及对样品的适用性进行验证。

1 实 验

1.1 实验原理

1.1.1 沾色色牢度

按照GB/T 32598—2016的规定，使用系统分别对未沾色棉标准贴衬和沾色棉标准贴衬进行测定，两者之间的色差以CIELAB单位计算，并通过公式计算转换为沾色棉标准贴衬样品的色牢度级别。

1.1.2 变色色牢度

按照GB/T 32616—2016的规定，使用系统对相同颜色的未经过色牢度试验的样品和经过色牢度试验的样品进行测定，确定两试样的明度L*、彩度C*ab和色调hab的CIELAB坐标值，计算出ΔL*、ΔC*ab和ΔH*ab的CIELAB值，通过公式转换为对应的变色色牢度级别。

1.2 实验材料

棉標准贴衬织物[9]（上海市纺织工业技术监督所）及颜色、材质、薄厚不同的各类布样。

1.3 实验设备

CM-5型耐摩擦色牢度试验仪（美国SDL Atlas公司）;YG631型耐汗渍色牢度试验仪（温州方圆仪器有限公司）;Y902型汗渍色牢度烘箱（南通宏大实验仪器有限公司）;纺织品色牢度自动评级系统（自主研发）。

1.4 沾色色牢度验证

1.4.1 软件公式准确性

取不同级别的耐摩擦色牢度样品测定，从系统上读取色差ΔE，并按照GB/T 32598—2016中的公式计算色牢度级别，与系统上直接测得的色牢度级别进行比较，以验证系统中软件计算公式的准确性。

1.4.2 方法的准确性和精密度

使用系统对沾色用标准灰卡[10]中每个级别重复测定6次，以验证系统的准确性和精密度。

1.4.3 样品的适用性

1.4.3.1 不同颜色的耐摩擦色牢度样品

选取颜色为红、黄、蓝、黑4种颜色的布样[11]，按照GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》中的规定进行实验，以棉标准贴衬为背景，使用系统对沾色棉标准贴衬样品的不同部位评级，并与人工评级结果相比较。

1.4.3.2 不同颜色的耐水色牢度样品

选取颜色为红、黄、蓝、黑4种颜色的布样[12]，按照GB/T 5713—2013《纺织品色牢度试验耐水色牢度》中的规定进行实验，以棉标准贴衬为背景，使用系统对沾色棉标准贴衬的不同部位评级，并与人工评级结果相比较。

1.4.3.3 评级背景的影响

GB/T 32598—2016规定，测试时需将试样放在“不含荧光增白剂的白卡上”。按要求选取不同的白色材料作为背景，使用系统测定不同颜色的沾色棉标准贴衬。

1.5 变色色牢度验证

1.5.1 软件公式准确性

对不同变色色牢度级别的样品进行测定，从系统上读取色差ΔE值，按照GB/T 32616—2016中的公式计算色牢度级别，与系统上直接测得的色牢度级别相比较，以验证软件计算公式的准确性。

1.5.2 方法的准确性和精密度

使用系统对变色标准灰卡[13]作为标准样品，每个级别重复测定6次。以验证系统测定变色色牢度级别的准确性和精密度验证。

1.5.3 样品的适用性

1.5.3.1 不同颜色的样品

选取颜色为红、黄、蓝、黑4种颜色的布样[12]，按照GB/T 5713—2013中的规定测定，使用系统对变色样品的不同部位评级，并与人工评级结果相比较。

1.5.3.2 不同类型的样品

按照GB/T 5713—2013中的规定，对不同颜色和类型的耐水色牢度（变色）样品进行测定，并与人工评级结果相比较。

2 结果与讨论

2.1 沾色色牢度验证

2.1.1 软件公式准确性

对不同级别的耐摩擦色牢度样品测定，将用△E计算的色牢度级别值和系统直接得出的色牢度级别相比较，数据如表1。

对不同级别的样品测定结果显示，计算所得沾色色牢度级别与系统直接测得沾色牢度级别相差均在0.01级之内，说明系统软件中计算公式与GB/T 32598—2016中规定的计算方法一致，沾色色牢度 级别计算公式准确。

2.1.2 方法的准确性和精密度

使用系统对沾色用标准灰卡[10]中每个级别重复测定6次，测定结果如表2。

表2中数据显示，系统对每一级别测定的6次数据均基本一致，且与标准值差异不大，说明系统较为稳定，准确性较高、精密度较好。

2.1.3 样品的适用性

2.1.3.1 不同颜色的耐摩擦色牢度样品

使用系统测定不同颜色布样的耐摩擦色牢度沾色棉标准贴衬，与人工评级结果相比较，结果如表3。

从表3中可以看出，使用系统对同一样品进行多次测定的结果基本一致，然而某些颜色样品的结果与人工评级的结果有一定的差异，可能是由于人工评级时人的目光对某些颜色的识别与实际有偏差;而使用系统评级可以有效避免人工评级中的人为影响因素，结果更为客观。

2.1.3.2 不同颜色的耐水色牢度样品

使用系统测定不同颜色布样的耐水色牢度的沾色棉标准贴衬，与人工评级结果相比，结果如表4。

从表4中可以看出，系统的测定结果与人工评级结果基本一致，适用于不同颜色样品的耐水色牢度沾色样品的测定，由于耐汗渍、耐皂洗等色牢度的评级方法与耐水色牢度相同，因此系统同样适用。

2.1.3.3 评级背景的影响

按要求选择几种不含荧光增白剂的白色材料，作为沾色棉标准贴衬的评级背景，使用系统对部分样品进行测定，结果见表5。

从表5中可以看出，以不同的白色材料作为沾色色牢度评级的背景，使用系统进行测定时，得到的结果基本一致，说明按照GB/T 32598—2016的规定选择的几种材料作为背景，测定结果的差异不大。

2.2 变色色牢度验证

2.2.1 软件公式准确性

对不同级别的变色色牢度样品进行测定，将用△E计算的色牢度级别值和系统直接得出的色牢度级别相比较，数据如表6。

对表6中不同级别的样品测定结果显示，计算所得变色色牢度级别与系统直接测得变色牢度级别相差均在在0.01级之内，说明系统软件中计算公式與GB/T 32616—2016中规定的计算方法一致，变色色牢度级别计算公式准确。

2.2.2 方法的准确性和精密度

使用系统对变色标准灰卡[13]作为标准样品，每个级别重复测定6次，测定结果见表7。

表7结果显示，系统对各个级别的6次测定数据差异不大，且与标准值基本一致，说明系统较为稳定，准确性较高、精密度较好。

2.2.3 样品的适用性

2.2.3.1 不同颜色的样品

使用系统对不同颜色布样的变色样品进行评级，与人工评级相比较，结果见表8。

从表8可知，系统可用于测定不同颜色布样的耐水色牢度变色样品进行级别评定，且测定结果与人工评级结果一致。

2.2.3.2 不同类型的样品

使用系统对红色棉布（平纹）、蓝色棉布（斜纹）、黑色羊毛呢、缎纹面料等多种样品的耐水色牢度变色样品进行测定，并与人工评级相比较，结果如表9。

表9测定结果显示，系统可以测定不同颜色、不同类型的样品，样品的薄厚及透光度、表面平整度、表面纤维长度、表面光泽度等对系统的测定的结果影响不大。然而对于颜色不均匀的格子布，如每一色块小于10 mm，不满足系统的使用条件，使得测定结果与人工评级结果差异较大。在满足系统使用条件的情况下，系统的测定结果与人工评级结果基本一致，适用于耐水、耐汗渍、耐皂洗等色牢度变色样品的测定。

3 结 语

目前纺织品色牢度评级的主流方法仍为人工评级，但是该方法的主观性较强，人员的经验、疲劳程度、情绪以及环境等因素对评级结果的影响较大，因此业内都在积极寻求更为客观的仪器评级方法。针对上述情况，实验室自主研制了纺织品色牢度自动评级系统。

系统可用于不同形式、不同颜色、不同类型样品的沾色色牢度和变色色牢度级别的评定;性能优良，具有较高的准确性和良好的重复性，且对样品的选择性低，便于操作和测定。该系统的应用与人工评级方法相比，可有效地排除人员、环境等因素对纺织品色牢度评级结果的影响。系统可作为人工评级方法的辅助，准确校正评级者的目光，降低评级难度，使结果更为客观、准确、可靠。

参考文献：

[1] 张勇，车江宁.纺织品色差和色牢度的数码影像技术评级[J].印染，2011（21）：37-40.

[2] 范国锋，夏金尉，吴青思.基于标准色卡体系的分光测色计测量色牢度等级的方法研究[J].中国标准化，2017（3）：18-19.

[3] 孙飞，张胜文，方喜峰.纺织品色牢度计算机辅助测试系统的研制[J].自动化與仪表，2007（2）：70-73.

[4] 冉友廷，邓中民.基于计算机视觉的纺织品色牢度检测方法[J].针织工业，2012（18）：65-68.

[5] 王莎莎.基于扫描图像处理的织物色牢度评级软件的开发[D].西安：西安工程大学，2011.

[6] 刘晓玉，郝永，杨晓勇，等.纺织品色牢度评级过程中的注意事项[J].中国纤检，2011（18）：52-54.

[7] 靳惠达.关于保持纺织品色牢度评定结果准确性和稳定性的研究[J].天津纺织科技，2010（1）：49-54.

[8] 董亚楠，刘锦瑞，高友军，等.国内外纺织品色牢度彩色标准织物研究现状及意义[J].纺织导报，2015（12）：111-113.

[9] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 7568.2—2008纺织品 色牢度试验 标准贴衬织物 第2部分：棉和粘胶纤维[S].北京：中国标准出版社，2008.

[10] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 251—2008纺织品色牢度试验评定沾色用灰色样卡[S].北京：中国标准出版社，2008.

[11] 董亚楠，刘锦瑞，郭志慧，等.耐摩擦色牢度标准织物研制中的影响因素[J].印染，2015（23）：42-44.

[12] 刘锦瑞，高友军，张翠竹，等.彩色标准织物在纺织品色牢度评级中的应用[J].印染，2016（5）：45-47.

[13] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 250—2008纺织品色牢度试验评定变色用灰色样卡[S].北京：中国标准出版社，2008.