计算机在染色技术中的应用

朱砂

摘 要：计算机在染色技术中主要应用于测配色系统、染化料的自动称量和配制、染色工序的计算机中央控制及生产、技术资料、质量的计算机管理.测配色系统可快捷的确定客户来样颜色，并可根据计算机内储存的数据，给出相应的染色配方。提高了生产效率，缩短了时间。本文对计算机在染色技术中的应用进行了探讨分析。

随着计算机测配色系统的广泛应用，各种与计算机测配色系统相连的自动称量和配制系统相继在市场上出现。中央计算机控制系统是染色生产线计算机管理和操作的核心，它与计算机测配色系统、染化料自动称量和配制系统以及染厂生产、技术、业务计算机管理互联网，成为染色生产线一体化计算机管理系统。染色工艺过程中的颜料染液自动测试和控制是世界级的重大课题，传统做法只能通过手工检测实施控制，极易造成染色过程的不稳定和产品的色差。

一、计算机在测色配色系统中的应用

目前，电脑测色配色技术发展迅速，并在印染行业已得到广泛应用，该系统主要由具有双光束光学结构的高精度光谱光度计：先进的电脑测色、配色色彩管理软件和品质管理软件；较先进的计算机三部分组成。系统不仅具有色彩测量、色差计算、配色、纠色、色号库、色泽分类、染料基础数据库以及染料强度K/S值的管理，同时对印染产品的白度、泛黄指数、各种染色牢度的灰卡评级以及对染色产品的边中差、批間色差在色光的明度、饱和度和色调上进行有效的质量控制。

对于染料染色而言，由于染料相对于被着物数量很小，故可认为散射作用全由被着色物所致，公式可简化为：

K/ S =（k/ s）1 C1 +（k/ s）2 C2 +（k/ s）3 C3 + …+（k/ s）nCn +（k/ s）0 （1）

式中K、S分别为拼色后材料的总吸收和总散射；k0，s0 分别为介质的吸收系数和散射系数；k1，k2，k3，…，kn为各组分着色剂的吸收系数；s1，s2，s3，…，sn 为各组分着色剂的散射系数；C1，C2，C3，…，Cn为各组分着色剂的浓度。

在日常染色中，在比较色样与标样时，由于光源不同，色差效果也不同，在CIE颜色表示体系中，把这种现象叫做“同色异谱”效应。用一个通俗的公式表示：

颜色=光源×物体光学特性×人的视觉 （2）

CIE标准色度学系统规定：任何物体的颜色都可以用X、Y、Z三个数值即三刺 λ激值表示：

X=K S（λ）R（λ）X（λ）d（λ） （3）

Y=K S（λ）R（λ）Y（λ）d（λ） （4）

Z=K S（λ）R（λ）z（λ）d（λ） （5）

式中K为归一化常数，S（λ）是CIE标准照明体的相对光谱功率分布，X（λ）、Y（λ）、Z（λ）是CIE标准色度观察者的颜色匹配函数，均可查表而得，剩下的只有分光反射率R（λ）需要实际测量。

二、计算机在染化料自动称量和配制中的应用

电脑称料配液系统是集机械、电子、精密称量、数据库管理于一体的高新技术产品，主要用于染料的分配和自动称料。该系统由储料罐、自动称料系统、管理功能模块3大部分组成。此外，为了提高染色精度，对于称量衡器，防止染料吸湿的措施，输送染液的自动调节装置，染机的自控系统，水的软化，染物的批量等都要特别注意，否则染色就会产生错误。

三、在染色工序中计算机中央控制的应用

目前市场上已有许多中央计算机控制系统以及与其对应的染色设备控制器，我们可以用染色控制计算机对染色工厂或车间的染色设备进行改进，然后再由染色机中央监控管理系统对多台染色机进行计算机监控，中央计算机控制系统对染色过程进行全面的控制，并纪录下染色全过程的各种数据，从而大大提高了染色高科技的含量，提高了生产效率，降低了劳动强度，减少了染色控制过程中人为因素造成的缸差、色差，防止了因设备故障引起的质量事故。

四、计算机在生产资料和质量管理中的应用

利用此系统可以进行定量的统计分析，总结出影响公司产品质量水平的主要因素、跟踪，分析产品在生产过程中的质量问题，实现产品问题的逐级溯源。此系统可以提供灵活的物测点及物测项目的设置功能，能快速的帮助企业组织建立符合企业自身需求的质量控制体系。此系统还可以完整、高效率的纪录订单原棉的质量、染色质量、小样配方的质量情况，完全改变了原有陈旧、落后、复杂的质量数据的保存和查询方式，大大提高了管理的效率。

五、计算机在染色联合机设备上的应用

在此染色联合机中，织物从左上角开始进入，通过预湿浸轧，或经喷雾并通过回潮筒，保证织物的含湿量均匀，然后进入染色浸轧槽。在先给织物加水时必须保证织物到达染色浸轧槽之前，它的含湿量应均匀一致，否则会造成染色不均匀。

染色浸轧槽是此染色联合机的关键设备，需要有一定数量的控制点，包括控制浸轧槽内液体的温度、液位（保证接触时间相等）、染料流量以及与浸轧槽轧液率密切有关的轧辊压力。织物经过轧液后，要立即进行预烘干处理，尽可能迅速大量的蒸发水分，把染色泳移减小到最低程度。

化学浸轧槽是十分关键的一个装置，共有9个控制点，在化学浸轧槽上可安装一台调节装置———氧化—还原电位调节仪（ORP），以适合要求事先溶解的染料需要。还原体染料必须以化学方法还原得到电子，使它可以溶解。接着，织物立即穿过除氧蒸箱，防止染料渗入纤维前发生氧化作用。还原体染料先渗入纤维，再进入下一道氧化工序，使它在纤维内转变为不可溶解的。

六、计算机对间歇式染色的控制与应用

间歇式染色工艺从早期的人工操作已发展到使用复杂的计算机控制操作，而今是用计算机定序来控制阀门，用数字计算机系统实现间歇式染色顺序控制，其中最重要的是要控制好生产过程，但其最终的目标是要获得一个提高生产过程管理和控制的硬件和软件系统。

间歇式染色的过程，这种生产过程作为一个整体是由一系列单元操作所组成的。只有在每一操作完成后，才可以开始下一个操作。于是每一项单独操作可按工序来定义，这些工序实际上操纵生产过程中的各个单元部件（泵或阀等）。对特定的产品完成特定染色任务的许多操作的组合叫做工艺规程。工艺规程先分解成操作，这些操作再分解成工序。在产品的染色中，最简单的加工步骤可用单个染缸来完成。这一染色规程是由如下一系列操作所组成的：初始状态预置、加水、投入坯布、加染料、加化学药品、加热，使温度线性上升到染色温度。恒温一段时间，线性降温到取布温度。产品取样、鉴别颜色、漂洗、取出色布，于是循环结束。在此规程中的每一项独立任务就是操作。最后，系统应该查一下情况是否符合结束这项操作的条件，如果是就进行下一操作。从而，即可完成染色的各个操作。

七、分批染色中喷射染色的计算机控制与应用

在高压绳状染色机中的分批染色过程，这种染色机在商业上叫做喷射染色机。它的喷嘴是按照美国机械工程师学会的技术规范制造的，并能在148摄氏度的高压下工作，可分为管道和仓室两部分，每一台喷射染色机大約有一到六个仓室，它是在整个加工设备中最贵的一套。

在染色的循环中，此设备可以控制加水量及其水温、加料的速度、加热的温度，可以维持预定的时间，还可以控制冷却的温度、染色的正色差、清理机器时进水的流度及其温度等。此外，在每台染色机附近都装有机器操作台，在操作台上都设有工作方式的转换开关。

八、计算机在批量染色中的应用

批量染色是计算机在湿处理应用中研究最多的工艺过程。最早在数字直接控制技术年代已经开始在卷染染色、染缸、喷射染色、经轴染色和卷染机中应用。批量染色的典型的重复性规定操作过程，或属于步进式的顺序操作过程。在这类过程中，用计算机取代操作工是很自然的，它可以在最佳的时刻去完成要求的工艺操作。目前，许多染色过程多采用控制管理集中在染色车间办公室附近的控制技术，这样既可靠，而且价格低廉，此控制的进一步发展就是在中央控制室中安装顺序控制器，控制整个操作周期。

在染色中加入了计算机的应用明显增加了染色工艺的可靠性，提高了匀染性，减少了调整色光的操作和生产的时间，从而降低了能量的消耗和助剂的消耗。可见计算机在染色加工中所起的作用是非常的重要，是现在发展计算机在染整事业应用中的必然趋势。希望在未来普及计算机技术的过程中大量采用的各种计算机技术和化学应用软件，不仅可以大大提高工作效率，而且还可以使我们进一步了解计算机、了解软件工作原理，为开发研究我们自己的应用软件积累更多的知识！

（作者单位：鞍山市纺织产品质量检测检验中心）