成紗號(hào)數(shù)與捻系數(shù)對(duì)色紡紗色差影響的研究

程 璐 葛夢(mèng)嘉 曹吉強(qiáng) 夏 鑫

（新疆大學(xué)，新疆烏魯木齊，830046）

眾所周知，色紡紗的生產(chǎn)是由散纖維先著色后紡紗，與傳統(tǒng)本色紗相比具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)［1］，且色紡產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)本色紗染色難以與之媲美的朦朧且立體的效果和質(zhì)感［2］，這也使之在如今的紡織行業(yè)中有著更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和更廣闊的發(fā)展前景。然而，色紡紗的配色問(wèn)題仍在“多批次，快交貨”的色紡行業(yè)中處于瓶頸［3］。無(wú)論是一直主導(dǎo)色紡企業(yè)的人工經(jīng)驗(yàn)配色，還是新興的計(jì)算機(jī)配色，都需要實(shí)際打樣比對(duì)［4］。在打樣流程中，企業(yè)往往希望打小樣流程能夠簡(jiǎn)潔、快速。比如采用人工捻線或者紡制粗號(hào)紗來(lái)對(duì)色，但此流程紡制的紗線與標(biāo)準(zhǔn)樣往往在紗線號(hào)數(shù)與捻系數(shù)等方面存在差距。在打小樣流程中紗線號(hào)數(shù)和捻系數(shù)的改變是否會(huì)產(chǎn)生色差，且是否會(huì)對(duì)對(duì)色工序產(chǎn)生較大的影響，本文對(duì)此進(jìn)行探討。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用長(zhǎng)38 mm，細(xì)度1.56 dtex的原液著色滌綸纖維，包括特黑、黃色、米黃、杏黃、藍(lán)色、孔雀藍(lán)、湖藍(lán)、大紅、玫紅、紫色、米灰等共計(jì)11種顏色。

1.2 試樣的制備

首先，按比例精確稱量總質(zhì)量為20 g的單色纖維，均勻平鋪在小樣梳棉機(jī)上，梳理1次，卷在滾筒上，取下棉網(wǎng)撕成幾段，再重復(fù)梳理1遍（混色梳理2遍）；將梳理好的棉網(wǎng)經(jīng)過(guò)3次并條，在最后一道并條前將出條長(zhǎng)度清零，計(jì)量條長(zhǎng)，最后稱重；根據(jù)條子定量設(shè)置粗紗工藝參數(shù)，紡制細(xì)度為500 tex的粗紗；

試驗(yàn)一：根據(jù)粗紗定量，設(shè)置相同細(xì)紗捻系數(shù)（330），并通過(guò)改變細(xì)紗牽伸倍數(shù)，紡制24 tex、18 tex、14 tex共3種不同號(hào)數(shù)的單色紗線，共計(jì)33個(gè)試樣，各單色為1組，共計(jì)11組；

試驗(yàn)二：選擇大紅、黃色和藍(lán)色3種顏色纖維混紡紗。根據(jù)粗紗定量設(shè)置牽伸倍數(shù)，僅改變細(xì)紗捻系數(shù)，分別紡制4種不同捻系數(shù)的混色紗線，共計(jì)9組36個(gè)試樣。其中各組捻系數(shù)分別設(shè)為270、300、330、360，9組混色紗混色配比（紅∶黃∶藍(lán)）分別為 1∶8∶1、8∶1∶1、5∶2∶3、6∶2∶2、5∶4∶1、2∶4∶4、2∶7∶1、3∶5∶2、3∶3∶4。

最后，將紡制的所有樣品繞成5 cm×7 cm直至不露底板為止的紗線板。

1.3 顏色測(cè)試

本試驗(yàn)在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)環(huán)境下，選擇Datacolor SF800型分光光度儀進(jìn)行顏色值測(cè)量。儀器完全開(kāi)啟后，先對(duì)其校正，調(diào)至D65標(biāo)準(zhǔn)光源和10°視角下進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)選用30 mm的大孔徑，每個(gè)試樣分別在正反面、橫縱方向測(cè)兩個(gè)點(diǎn)，共計(jì)8次。除去可能存在的異常值后取其平均值進(jìn)行記錄，分別記錄各個(gè)試樣的光譜反射率值、XYZ值和Lab值。

2 改變色紗號(hào)數(shù)試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 光譜反射率

光譜反射率值主要是表示某一波長(zhǎng)下物體反射的光通量與物體吸收的光通量之比，通?？梢愿鶕?jù)光譜反射率曲線來(lái)確定其相應(yīng)的顏色。顏色的“指紋”這一描述最能表達(dá)光譜反射率的性質(zhì)，若物體的光譜反射率曲線相同則其顏色一定相同［5］。為了避免混色不勻或其他因素影響，本文首先對(duì)單色纖維制品進(jìn)行顏色分析。分別采集24 tex、18 tex、14 tex共3種不同號(hào)數(shù)單色紗線的光譜反射率數(shù)據(jù)。圖1為部分試樣的光譜反射率數(shù)據(jù)所繪制的光譜反射率曲線。

圖1 部分單色樣品不同紗線號(hào)數(shù)反射率曲線

由圖 1（a）～圖 1（f）可以看出，紗線號(hào)數(shù)不同時(shí)，雖然其反射率曲線趨勢(shì)大體一致，不同號(hào)數(shù)試樣的光譜反射率曲線是有規(guī)律的且趨近于平行分布，但是其光譜反射率曲線仍然存在一定的差異，且呈現(xiàn)出紗線號(hào)數(shù)越細(xì)，其反射率曲線越低，光譜反射率曲線的最大吸收波長(zhǎng)處的反射率越小。而從以上試樣的反射率曲線圖即可看出，相同纖維紡制不同號(hào)數(shù)的紗線之間一定存在色差，接下來(lái)將對(duì)同色纖維紡制的不同號(hào)數(shù)樣品之間的色差進(jìn)行具體分析。

2.2 色差分析

對(duì)于顏色的差異最直接的方式就是進(jìn)行色差分析，本文選用紡織行業(yè)評(píng)定顏色最常用的色差公式，即 CMC（l∶c）色差公式［6］，紡織產(chǎn)品通常將 l值設(shè)為 2，c值設(shè)為 1，具體 CMC（l∶c）色差公式如下：

式中：DL*是明度的差值，DC*為飽和度的差值，DH*為樣品色相（色調(diào)）的差值，SL、SC、SH分別為相應(yīng)的修正系數(shù)，l、c分別代表調(diào)整明度與彩度的相對(duì)寬容系數(shù)。

其中：SL16時(shí)，SL=0.511)，SH=t=0.36+|0.4cos(+35)|。

表1 同色纖維紡制不同號(hào)數(shù)紗線之間色差對(duì)比

通過(guò)表1可以看出，11種單色纖維中，不同號(hào)數(shù)的同色紗線均存在一定的色差，11組樣品均表現(xiàn)為號(hào)數(shù)相差越大則色差越大。這足以說(shuō)明在色紡紗生產(chǎn)流程中，若改變紗線號(hào)數(shù)則一定會(huì)存在一定色差，從而影響顏色判斷。

2.3 顏色值分析

將所有樣品的色度屬性值畫(huà)箱控圖如圖2所示。

圖2 不同號(hào)數(shù)紗線之間顏色值比較

在顏色科學(xué)中，彩色是由明度（L值）、飽和度（C值）和色調(diào)（H值）3種屬性決定。其中明度決定著反射率曲線的高低，L值越小反射率曲線越低；飽和度決定著反射率曲線的寬窄，C值越越小，反射率曲線越寬；色調(diào)決定著反射率曲線的形狀和光譜曲線的分布范圍。

通過(guò)圖 2（a）～圖 2（c）可以看出，紗線號(hào)數(shù)的改變對(duì)于樣品的H值影響較少，對(duì)L值和C值影響較明顯。對(duì)比圖1也可以看出，反射率曲線的差異主要表現(xiàn)在曲線的高低和寬窄，而曲線的形狀基本上沒(méi)有改變。

綜合圖1和圖2進(jìn)行分析，在紡紗流程中改變紗線號(hào)數(shù)，其紗線的顏色值變化呈一定規(guī)律性，紗線越細(xì)，其明度值和飽和度值均越小，色相值基本穩(wěn)定。通俗來(lái)講，色紗細(xì)度越細(xì)，紗線越明亮，紗線顏色的表現(xiàn)越弱。

3 捻系數(shù)不同時(shí)的顏色值分析

3.1 光譜反射率

根據(jù)試驗(yàn)二紡制的4種不同捻系數(shù)混色紗線，對(duì)其進(jìn)行測(cè)色并記錄相應(yīng)顏色值，其反射率曲線如圖3（a）～圖3（d）所示。

圖3 部分不同捻系數(shù)混色紗反射率曲線

以圖3可以看出，當(dāng)捻系數(shù)發(fā)生變化時(shí)，雖然其光譜反射率曲線變化整體趨于一致，但隨著捻系數(shù)的增加，紗線反射率呈下降趨勢(shì)。以紅∶黃∶藍(lán)中混色比為1∶8∶1的紗線為例，當(dāng)捻系數(shù)為270時(shí)，其最大吸收波長(zhǎng)處的反射率為4.76；當(dāng)捻系數(shù)為360時(shí)，其最大吸收波長(zhǎng)處的反射率為4.28。由此可知，紗線捻系數(shù)不同，其顏色會(huì)產(chǎn)生差異。

3.2 色差分析

為了進(jìn)一步研究不同捻系數(shù)對(duì)色差的影響，以捻系數(shù)270的紗線為標(biāo)準(zhǔn)樣，通過(guò)Matlab計(jì)算不同捻系數(shù)時(shí)與捻系數(shù)為270時(shí)相比較的色差，具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同捻系數(shù)時(shí)與捻系數(shù)270時(shí)相比較的色差值

由表2可以看出，與捻系數(shù)270時(shí)相比較，紗線捻系數(shù)相差越大，其色差越大，且計(jì)算捻系數(shù)為270時(shí)與捻系數(shù)為360時(shí)色紗的相應(yīng)色差，色差均大于1.5，色差值超過(guò)3的占44%，全部色差都大于1；捻系數(shù)270與捻系數(shù)為300的色紗對(duì)比，色差大于1的比例占67%。

3.3 顏色值分析

為了更進(jìn)一步分析顏色的變化原因，將測(cè)得所有混色樣品的色度屬性值做箱控圖，如圖4所示。通過(guò)圖 4（a）～圖 4（c）可以看出，紗線捻系數(shù)的改變對(duì)于樣品的L值、C值和H值均有影響，其中對(duì)L值和C值影響較大。

圖4 不同捻系數(shù)紗線之間顏色值比較

綜合分析可以得出，在紡紗流程中捻系數(shù)越大，其明度值和飽和度值均越小，對(duì)紗線顏色影響較大，而紗線色相值變化較小。這足以說(shuō)明當(dāng)改變紗線捻系數(shù)時(shí)，對(duì)色紗顏色的改變主要表現(xiàn)在色紗顏色的明度和純度，這是產(chǎn)生較大色差的主要原因。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)單色紗線及混色紗線，進(jìn)行單因素分析，分別通過(guò)改變其紗線號(hào)數(shù)和捻系數(shù)，紡制共計(jì)33個(gè)單色樣品及36個(gè)混色樣品，并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)分析。結(jié)果均顯示，無(wú)論是單色紗線還是混色紗線，當(dāng)紗線號(hào)數(shù)和捻系數(shù)改變時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)色差，且紗線號(hào)數(shù)和捻系數(shù)相差越大色差越大，紗線號(hào)數(shù)和捻系數(shù)對(duì)于色紗顏色具有較大的影響。為了避免紗線號(hào)數(shù)和捻系數(shù)對(duì)于顏色的影響，在色紡紗的實(shí)際打樣生產(chǎn)中，要嚴(yán)格確保紗線號(hào)數(shù)和捻系數(shù)一致，以減少反復(fù)的對(duì)色打樣工序。這一結(jié)論對(duì)于色紡紗配色工序具有一定的參考價(jià)值。