纺织学报 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (05): 122-129.doi: 10.13475/j.fzxb.20200504808

• 染整与化学品 • 上一篇    下一篇

染色纤维与色纺纱线间的颜色传递规律及其影响因素

袁理1,2(), 熊莹1, 谷迁1, 王丹书1, 霍达1, 刘军平3   

  1. 1.武汉纺织大学 电子与电气工程学院, 湖北 武汉 430200
    2.武汉纺织大学 省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430200
    3.武汉纺织大学 数学与计算机学院, 湖北 武汉 430200
  • 收稿日期:2020-05-15 修回日期:2021-01-29 出版日期:2021-05-15 发布日期:2021-05-20
  • 作者简介:袁理(1982—),男,副教授,博士。主要研究方向为图像处理与模式识别。E-mail: yuanli@wtu.edu.cn。
  • 基金资助:
    湖北省自然科学基金项目(2014CFB754);湖北省教育厅科学技术研究计划青年人才项目(Q20141607);中国纺织工业联合会科技指导性项目(2018035);中国纺织工业联合会科技指导性项目(2014072)

Characteristics and factorial study of color transfer between dyed fiber and colored spun yarns

YUAN Li1,2(), XIONG Ying1, GU Qian1, WANG Danshu1, HUO Da1, LIU Junping3   

  1. 1. School of Electronic and Electrical Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan, Hubei 430200, China
    2. State Key Laboratory of New Textile Materials and Advanced Processing Technologies, Wuhan Textile University, Wuhan, Hubei 430200, China
    3. School of Mathematics and Computer Science, Wuhan Textile University, Wuhan, Hubei 430200, China
  • Received:2020-05-15 Revised:2021-01-29 Online:2021-05-15 Published:2021-05-20

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摘要：

为缩短色纺纱线打样周期并提高制成率,提出利用光谱与颜色特征对纤维与纱线间存在的复杂颜色传递规律进行分析;针对样本自身呈色具有的随机波动性,建立了基于类内与类间特征的类别可分比模型和呈色差异性判别准则。结果表明:当染色纤维混配物形态发生改变时,其光谱特征与颜色特征均存在显著改变,且与配比参数无关;当色纺纱线捻系数改变时,其颜色的一致性会有所提升,且明度值存在变化;色纺纱线的颜色不仅与纤维配比参数相关,而且与工艺参数紧密关联,是典型的双参数呈色模型。本文研究对于探索色纺纱线的颜色表征与分析建模具有重要的理论价值,同时也能够为色纺纱线快速打样提供实践指导。

关键词: 染色纤维, 色纺纱线, 颜色传递, 光谱特征, 颜色特征, 类别可分比

Abstract:

In order to shorten the sampling period for creating colored spun yarns and increase the production rate, spectrum and color characteristics was proposed for the analysis of the complex color transfer characteristics between fibers and yarns. Aiming at the random volatility of the color sample itself, a class separable model based on the characteristics of within and between classes and the criteria for discriminating the difference of color are established. The results show that when the morphology of the dyed fiber mixture changes, its spectral characteristics and color characteristics are significantly changed, and it has nothing to do with the fiber mixing ratio. When the twist coefficient of colored spun yarn changes, its color consistency is improved and the brightness value changes too. In addition, the color of colored spun yarn is not only related to fiber ratio parameters, but is also closely related to the processing parameters. It is a typical two-parameter color model. The research in this paper has important theoretical value for exploring the color characteristics and for analytical modeling of colored spun yarns, and it also provides practical guidance for fast sampling of colored spun yarns.

Key words: dyed fiber, color spun yarn, color transfer, spectral characteristics, color characteristics, category separable ratio

中图分类号: 

  • TS101.9

表1

单色纤维的CIELAB色度参数"

单色纤维 L值 a值 b值
涤纶白 91.18 -1.11 2.57
涤纶红 37.29 52.64 30.72
涤纶绿 41.19 -39.84 19.97
涤纶蓝 33.81 14.48 -40.56

表2

色纺纱样本制备流程及实验仪器"

步骤
序号		 纺纱工艺
流程		 实验仪器 生产厂家
1 称量纤维 电子天平 —
2 扯松 手工方法 —
3 三道梳棉 振动式开松梳棉机 江阴市恒远机械制造有限公司
4 一道并条 并条机 沈阳纺织机械厂A272F
5 粗纱 粗纱机 中国人民解放军第五七零一厂
6 29.5 tex细纱 FA506环锭细纱机 晋中市禾田机械制造有限公司

表3

样本配色方案与捻系数参数"

样本
编号		 捻系数 染色纤维质量配比
(m(白色)∶m(红色)∶m(绿色)∶m(蓝色))
FS1 300/350/400/450 70.00∶10.00∶10.00∶10.00
FS2 300/350/400/450 70.00∶9.50∶10.50∶10.00
FS3 300/350/400/450 70.00∶11.00∶9.50∶9.50
FS4 300/350/400/450 70.00∶9.50∶9.00∶11.50
FS5 300/350/400/450 70.00∶11.00∶11.00∶8.00
FS6 300/350/400/450 69.00∶8.50∶11.50∶11.00
FS7 300/350/400/450 71.00∶12.00∶8.50∶8.50
FS8 300/350/400/450 68.00∶11.50∶12.00∶8.50
FS9 300/350/400/450 72.00∶12.00∶8.00∶8.00
FS10 300/350/400/450 71.00∶7.50∶8.00∶13.50
FS11 300/350/400/450 72.00∶8.00∶13.00∶7.00

图1

FS4(捻系数为300)涤纶条及色纺纱测试样本"

表4

涤纶条与色纺纱样本类间光谱特征距离及统计分析"

配色方案 d1/10-5 d2/10-5 d3/10-5 d4/10-5
FS1 10.35 17.52 22.24 27.04
FS2 10.60 22.38 30.83 39.00
FS3 4.35 11.85 18.70 26.27
FS4 15.58 28.87 38.04 47.44
FS5 4.70 11.91 17.80 25.40
FS6 15.47 22.37 26.92 31.90
FS7 33.01 43.38 49.38 55.65
FS8 21.37 23.49 24.73 26.36
FS9 11.70 22.21 29.45 37.48
FS10 15.72 19.13 21.28 24.07
FS11 7.11 13.43 17.50 21.78
均值 13.63 21.50 26.99 32.94
方差 6.79×10-4 8.11×10-4 9.48×10-4 1.17×10-3

表5

不同捻系数色纺纱样本类间光谱特征距离及统计分析"

配色方案 d5/10-5 d6/10-5 d7/10-5 d8/10-5 d9/10-5 d10/10-5
FS1 1.06 2.40 4.23 0.34 1.13 0.27
FS2 2.34 5.37 9.08 0.69 2.28 0.50
FS3 3.27 7.35 12.82 0.89 3.17 0.76
FS4 2.54 5.63 9.83 0.68 2.42 0.59
FS5 2.84 5.95 11.21 0.68 2.78 0.82
FS6 1.17 2.62 4.61 0.35 1.20 0.29
FS7 0.75 1.64 2.97 0.24 0.81 0.21
FS8 0.13 0.26 0.51 0.08 0.21 0.06
FS9 2.22 4.84 8.70 0.58 2.16 0.56
FS10 0.58 1.20 2.23 0.18 0.61 0.17
FS11 1.05 2.25 3.94 0.28 0.99 0.24
均值 1.63 3.59 6.37 0.45 1.61 0.41
方差 1.08×10-5 5.34×10-5 1.66×10-4 6.77×10-7 9.58×10-6 6.40×10-7

表6

涤纶条与色纺纱样本类内光谱特征距离及统计分析"

配色方案 d11/10-5 d12/10-5 d13/10-5 d14/10-5 d15/10-5
FS1 3.15 0.04 0.09 0.16 0.26
FS2 1.46 0.08 0.02 0.11 0.26
FS3 0.48 0.06 0.12 0.17 0.23
FS4 2.32 0.10 0.13 0.16 0.19
FS5 2.49 0.08 0.10 0.14 0.20
FS6 2.51 0.22 0.24 0.30 0.35
FS7 1.69 0.02 0.04 0.13 0.23
FS8 0.74 0.61 0.02 0.23 0.72
FS9 13.50 0.52 0.13 0.04 0.01
FS10 0.57 0.02 0.09 0.21 0.36
FS11 0.73 0.07 0.01 0.004 0.02
均值 2.70 0.16 0.09 0.15 0.26
方差 1.37×10-4 4.18×10-7 4.74×10-8 6.86×10-8 3.62×10-7

表7

涤纶条与色纺纱样本间光谱特征类别可分比值及统计分析"

配色方案 C1 C2 C3 C4
FS1 6.48 10.81 13.44 15.88
FS2 13.73 30.15 39.27 45.33
FS3 16.21 39.12 57.05 73.79
FS4 12.89 23.56 30.76 37.89
FS5 3.66 9.20 13.55 18.90
FS6 11.37 16.28 19.19 22.37
FS7 38.64 50.01 54.18 57.72
FS8 31.60 61.53 50.59 35.98
FS9 1.67 3.26 4.35 5.55
FS10 53.12 58.01 54.71 51.48
FS11 17.67 36.37 47.66 58.24
最小值 1.67 3.26 4.35 5.55
最大值 53.12 61.53 57.05 73.79
均值 18.82 30.76 34.98 38.47

表8

不同捻系数色纺纱样本间光谱特征类别可分比值及统计分析"

配色方案 C5 C6 C7 C8 C9 C10
FS1 15.87 23.71 28.41 2.69 6.51 1.30
FS2 46.68 57.70 53.99 10.86 16.43 2.75
FS3 36.51 64.23 89.91 5.97 17.90 3.76
FS4 21.53 43.40 67.84 4.62 15.00 3.40
FS5 30.94 53.52 79.26 5.58 18.22 4.80
FS6 5.12 10.17 16.40 1.30 4.08 0.89
FS7 26.41 22.63 23.73 2.81 5.88 1.14
FS8 0.42 0.62 0.77 0.61 0.57 0.12
FS9 6.82 17.36 33.12 6.56 29.82 21.43
FS10 10.83 10.62 11.64 1.24 2.71 0.61
FS11 25.57 57.84 86.17 49.51 79.06 23.26
最小值 0.42 0.62 0.77 0.61 0.57 0.12
最大值 46.68 64.23 89.91 49.51 79.06 23.26
均值 20.61 32.89 44.66 8.34 17.83 5.77

表9

涤纶条与色纺纱样本的类间色差值及统计分析"

配色方案 D1 D2 D3 D4
FS1 3.69 4.38 4.75 5.05
FS2 4.36 5.01 5.36 5.66
FS3 2.92 3.80 4.28 4.70
FS4 3.79 4.62 5.05 5.43
FS5 3.53 4.89 5.60 6.23
FS6 4.10 4.76 5.09 5.39
FS7 4.72 5.42 5.77 6.08
FS8 4.46 4.87 5.08 5.26
FS9 3.32 4.31 4.82 5.27
FS10 4.12 4.87 5.27 5.60
FS11 3.71 4.29 4.58 4.84
最小值 2.92 3.80 4.28 4.70
最大值 4.72 5.42 5.77 6.23
均值 3.88 4.66 5.06 5.41
方差 0.28 0.19 0.19 0.22

表10

不同捻系数色纺纱样本类间色差值及统计分析"

配色方案 D5 D6 D7 D8 D9 D10
FS1 0.74 1.10 1.42 0.40 0.70 0.33
FS2 0.75 1.08 1.41 0.37 0.68 0.33
FS3 1.11 1.57 2.07 0.49 0.98 0.51
FS4 1.01 1.41 1.86 0.45 0.87 0.45
FS5 1.55 2.26 2.96 0.75 1.44 0.72
FS6 0.73 1.05 1.37 0.37 0.66 0.33
FS7 0.74 1.10 1.43 0.39 0.70 0.33
FS8 0.43 0.65 0.84 0.24 0.42 0.19
FS9 1.11 1.62 2.12 0.54 1.02 0.51
FS10 0.81 1.21 1.56 0.45 0.77 0.36
FS11 0.67 0.94 1.23 0.30 0.58 0.29
最小值 0.43 0.65 0.84 0.24 0.42 0.19
最大值 1.55 2.26 2.96 0.75 1.44 0.72
均值 0.88 1.27 1.66 0.43 0.80 0.40
方差 0.09 0.19 0.32 0.02 0.07 0.02

表11

涤纶条与色纺纱样本类内色差值及统计分析"

配色方案 D11 D12 D13 D14 D15
FS1 0.83 0.16 0.14 0.17 0.23
FS2 0.68 0.16 0.09 0.17 0.29
FS3 0.28 0.08 0.13 0.17 0.22
FS4 0.47 0.12 0.18 0.21 0.24
FS5 0.05 0.12 0.20 0.26 0.32
FS6 0.73 0.20 0.08 0.06 0.07
FS7 0.65 0.03 0.07 0.12 0.16
FS8 0.70 0.40 0.10 0.22 0.41
FS9 1.57 0.48 0.22 0.10 0.04
FS10 0.33 0.08 0.08 0.14 0.21
FS11 0.49 0.15 0.07 0.05 0.06
最小值 0.05 0.03 0.07 0.05 0.04
最大值 1.57 0.48 0.22 0.26 0.41
均值 0.62 0.18 0.12 0.15 0.20
方差 0.15 0.02 0.003 0.005 0.01

表12

涤纶条与色纺纱样本色差特征类别可分比值及统计分析"

配色方案 C11 C12 C13 C14
FS1 7.42 9.03 9.50 9.52
FS2 10.35 13.04 12.54 11.69
FS3 16.52 18.52 19.10 18.93
FS4 12.95 14.29 14.91 15.28
FS5 41.63 39.19 36.01 33.51
FS6 8.80 11.78 12.92 13.53
FS7 13.81 15.11 15.02 15.07
FS8 8.09 12.17 11.03 9.53
FS9 3.24 4.81 5.77 6.54
FS10 20.10 23.99 22.70 20.82
FS11 11.67 15.49 17.18 17.60
最小值 3.24 4.81 5.77 6.54
最大值 41.63 39.19 36.01 33.51
均值 14.05 16.13 16.06 15.64

表13

不同捻系数色纺纱样本色差特征类别可分比值及统计分析"

配色方案 C15 C16 C17 C18 C19 C20
FS1 4.84 6.58 7.18 2.56 3.77 1.64
FS2 6.10 6.53 6.34 2.89 3.67 1.46
FS3 10.66 12.80 14.05 3.26 5.54 2.60
FS4 6.73 8.56 10.21 2.32 4.12 1.99
FS5 9.73 11.88 13.42 3.25 5.52 2.48
FS6 5.21 8.03 10.16 5.30 9.02 5.22
FS7 15.18 14.85 15.26 4.30 6.40 2.43
FS8 1.71 2.07 2.08 1.48 1.66 0.62
FS9 3.20 5.63 8.20 3.36 7.88 7.37
FS10 9.89 10.86 10.53 4.09 5.29 2.07
FS11 6.24 9.77 11.74 5.33 8.95 5.44
最小值 1.71 2.07 2.08 1.48 1.66 0.62
最大值 15.18 14.85 15.26 5.33 9.02 7.37
均值 7.23 8.87 9.92 3.47 5.62 3.03
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