一种可避免同色异谱染料拼混仿色的方法

1.本技术涉及一种可避免同色异谱染料拼混仿色的方法，属于纺织品染色或印花技术领域。


背景技术：

2.在商品染料的开发过程中，单组分、单一结构染料常因其结构、性能的限制不能满足更高标准(如高牢度、低成本、环保等)的使用需求而被多组分染料混合物所替代。拼混已成为目前大多数染料公司进行新型、高性能商品染料开发的主要手段。在多组分染料的拼混过程中，对其颜色进行调配使之与标样色光一致是一个重要内容。与此同时，因不同种类染料的颜色极其之多，针对某一颜色进行色光模拟时可能存在几十、上百种拼混方案，确定最佳的替代染料组合方式及其拼混比是一个非常复杂的过程。
3.传统拼混染料实现仿色的方法是基于色度法进行的：先初步选定染料，按不同配比混合在一起对织物进行染色，然后人眼或借助测配色软件来识别染色样与标样染色物的色差，再调整配方，经过多次打样、对色及调节染料拼混比例，得到与标样颜色一致的配方。
4.但拼混物的仿色，目的是为了得到与目标颜色一致的拼混配方或一致的染料拼混比，以便后续的染料商品加工，而不是像印染工厂为了得到实际的染色织物，因此染色打样并非确定配方和颜色的唯一手段。选择何种方法确定拼混染料仿色配方与颜色的识别方法有关。之所以目前普遍采用上述色度法来进行染色打样，只是为了便于肉眼对染色布进行观察，从而直观地判别颜色是否达到一致。
5.但色度法颜色调配存在下述缺陷：
6.(1)颜色调配过程不但操作复杂、费时费力，而且耗费大量染化料、水、电及能源。即便采用先进的测配色软件作为辅助，也避免不了大量的重复染色过程，不利于节能减排及提高生产效率。
7.(2)因不同结构染料的光谱特性不同，当参与配色的染料结构选择不当时，获得的配色方案极有可能因出现与标样的同色异谱现象(即俗称的“跳灯”)，而导致需要重新选择染料来重复上述过程。
8.(3)无论通过人眼识别还是测色仪测定色差，传统色度法均是基于染色织物对光线的反射光谱(太阳光照射在染色布上，其中染料选择吸收了某一波长范围的光，而将其余波长的光反射出来进入人体视觉系统或机器，因而得到对该染色物的颜色印象或数据)来进行的，因材料对光线反射的影响因素较多，即便采用相同配方和染色工艺，当染料染着于不同织物上或材料的表面状况不同时，都会出现颜色差异。


技术实现要素：

9.有鉴于此，本技术提供一种可避免同色异谱染料拼混仿色的方法，利用计算机软件模拟拼混染料的吸收光谱曲线，并与标样光谱曲线对比，来确定染料组合方式及拼混比的数字化仿色方法，从根本上避免不同结构染料拼混时易出现的“跳灯”现象。
10.具体地，本技术是通过以下方案实现的：
11.一种可避免同色异谱染料拼混仿色的方法，包括以下步骤：
12.(1)根据标样和拼混组分的颜色特征，选择拼混用组分染料。染料拼混时可随机组合，也可采取“颜色互补”原则进行组合。按实际需要可分别进行二组分、三组分、四组分、五组分、六组分等的不同组合，得到含有不同数量染料的多种拼混组合方式。
13.(2)对标样和所有选定的组分染料分别进行可见光范围(380nm～780nm)内不同波长下的吸光系数测定，建立基础数据表单。
14.上述基础数据表单的确定过程如下：
15.1)称取一定量商品染料，用适当溶剂溶解，配制成一定浓度的染料母液；
16.2)用移液管吸取不同体积的染料母液，再次用溶剂进行稀释，配制成至少5个不同浓度的标准工作染液(因商品染料颜色和力份差异大，母液和标准工作液的浓度不为定值，可根据实际情况调整)；
17.3)选择适宜的波长间隔，用紫外可见分光光度计分别测试上述标准工作染液在380～780nm范围内的吸收光谱曲线(即波长-吸光度曲线)，然后以染料浓度为横坐标，染料在不同波长下的吸光度为纵坐标分别作图，依次对它们进行线性拟合，得到染料在各个波长下的吸光系数，即曲线斜率k(也可采用excel表格中的slope函数直接计算得到斜率k)；
18.4)将不同波长下的吸光系数按波长从小到大的顺序在excel表格中排列成一个纵列，多个染料可依次排列成多列。其中每一列的第一行均为所用染料的名称或c.i.索引号，以便计算机在后续调用这些数据进行计算时，可识别出不同的染料(也可对每一种染料单独建立一个excel表格，各自命名)。
19.(3)打开“hi color spectro-calculator”光谱计算软件后端计算程序和前端显示界面，进入前端界面页后，分别导入“波长”、“标样”、“拼混样”等数据文件表单。若导入的标样数据为吸光度值，则继续点击“获取判断结果”按钮，软件即进入配方的最佳浓度计算；若导入的标样数据为吸光系数值，则需先给标样赋一个浓度值，将其转化为吸光度值，然后再点击“获取判断结果”按钮。
20.(4)按导入的数据，软件对拼混染料各组分的最佳浓度值进行计算。获得计算结果后，再自动按各组分的最佳浓度对拼混样模拟出吸收光谱曲线。此时页面显示出标样和拼混样的吸收光谱曲线对比图、参与拼混的各染料组分的最佳拼混浓度值(即配方)和配方的可行性判定结果。此外，若在该页面点击“显示计算矩阵”按钮，还会跳出弹框显示配方的计算矩阵界面。
21.(5)筛选出计算机认为可行的配方，按软件推荐的各浓度值进行实际染色，并与标样染色结果对比，进一步确认配方在织物上实际染色的可行性。用测色配色仪进行染色物的测试，若二者色差(cmc
△
e)和条件等色指数(m)均小于1.0，则确认配方成功。若因某染料性能较差，不能在给定织物上获得完全上染而导致该配方染色结果不达预期，则对配方进行调整后再次染色和测试，直至得到符合要求的拼混配方。
22.颜色是染料的固有特性，只与染料结构不同所引起的对光的选择吸收特性有关，吸收光的波长决定色相，可用于定性；且其吸收强度与染料浓度成正比，符合朗伯-比尔定律，可用于定量，因此理论上而言，采用染料的吸收光谱对颜色进行表征才是最准确的方法。之所以未普遍使用该方法，是因为染料的吸收光谱对人的肉眼不可见，必须借助光谱仪
进行测试，不像染色织物那样直观。但该方法有色度法无法比拟的优势，表现在：
23.①
染料的吸收光谱可在溶液状态进行测试，不受织物品种和表面状态影响，无需进行实际染色即可和标样进行颜色(吸收光谱)对比，因此极大节省染化料和水、电、能源等；
24.②
表征颜色的依据——吸收光谱曲线可由染料在不同波长下的吸光系数间接计算而得到，而吸光系数是染料的固有特征(对某一只确定的商品染料而言，其在不同波长下的吸光系数为定值)，不受染料浓度高低所影响，仅需实验测试一次，后续可反复使用，无需重复进行测试，极大提高研发、生产效率；
25.③
不同染料组分进行拼混时，因吸光度具有加合性的特质，只要获取了拼混组分的浓度值，即可计算出拼混样在不同波长下的吸光度，依据该原理可无需实验快速计算得到拼混样的光谱曲线；
26.④
所有染料的光谱曲线均可基于吸光系数所参与的各种计算过程而得到，因此可开发一种基于染料吸收光谱的计算机软件，无需反复染色打样即可实现染料的拼混仿色过程，且经由标样和拼混样光谱曲线的对比，可对仿色结果进行直观判断。
27.本技术上述方案可利用计算机软件模拟拼混染料的吸收光谱曲线，并与标样光谱曲线对比，以此来确定染料组合方式及拼混比，仿色过程由计算机软件直接模拟，实验工作量可极大减少，且数据库一旦建立可永久使用，不需重复进行测试，能显著提高仿色效率。此外，通过模拟标样染料的吸收光谱曲线而得到的染料配方，因其光谱吸收特性与标样一致，可从根本上避免不同结构染料拼混时易出现的“跳灯”现象。
28.进一步的，作为优选：
29.步骤(1)中：
30.所述颜色特征可肉眼进行观察，也可用测色仪读取颜色数据来确定，目的是为了获得组分染料对比标样的颜色印象，如：“偏红”、“偏黄”、“偏蓝”、“偏绿”、“偏艳”、“偏暗”等。
31.所述颜色互补原则，是指在选择组分染料的拼混组合方式时，为避免随机组合导致无效配方，可有目的地选择具有颜色互补特性的染料进行组合。例如：较标样偏红光的染料与偏绿光的染料进行组合、偏黄光的与偏蓝光的染料进行组合、偏艳的与偏暗的染料进行组合，等等。若两个拼混组分都比标样偏红或偏绿，拼混结果也一定会偏红或偏绿，则无论怎样调节染料拼混比都不可能实现仿色。
32.拼混染料组分的数量一般不超过六种。同一个配方中参与拼混的组分太多，则会导致染料间的性能差异增大，不利于实际染色时染料之间的配伍。
33.步骤(2)中：
34.步骤1)中，称取染料的质量为0.5～1.0g。配制母液浓度视商品染料力份高低进行调整，力份高的浓度配低一点，力份低的浓度配高一点。
35.步骤1)中，溶剂是根据染料水溶性进行优选：水溶性染料用去离子水做溶剂，非水溶性染料一般用二甲基甲酰胺(dmf)做溶剂。
36.步骤1)中，母液的优选浓度为0.01～0.1g/l，用容量瓶进行定容。
37.步骤2)中，不同浓度的标准工作染液，在母液浓度范围内等间距或设定一定间距进行配制。如可选0.015g/l、0.02g/l、0.025g/l、0.03g/l、0.04g/l、0.05g/l等。太稀不利于
准确测试吸光度；太浓则可能超出光度计测量范围。
38.步骤3)中，分光光度计优选为岛津uv-2450、uv-2600、uv-3600等型号的紫外可见分光光度计，具备吸收光谱曲线直读测试功能，且测试精度较高。
39.步骤3)中，所述波长间隔优选为
±
1nm，此时380～780nm范围内染料的吸收光谱曲线(波长-吸光度曲线)由401个波长下的吸光度数据组成。此时，因波长间隔1nm，380～780nm范围内含有401个波长，依次作图求取吸光系数较为繁琐，故采用excel表格中的slope函数进行快速计算。
40.步骤(3)中：
41.所述波长数据文件表单，为一个excel数据文件，包含了从380nm～780nm，每隔1nm波长下的各个波长数值，按从小到大顺序排成一列，共401个数值。
42.所述标样数据文件表单，为一个excel数据文件，其中按列显示了标样从380nm～780nm，每隔1nm波长下的吸光系数(或吸光度)数值。这些数值按波长从小到大的顺序进行排列，可为单列也可为多列(多列时对应多个不同标样)，每列均为401个数值。
43.所述拼混样数据文件表单，也为一个excel数据文件，其中按列显示了拼混样从380nm～780nm，每隔1nm波长下的吸光系数值。这些数值按波长从小到大的顺序进行排列，可为单列也可为多列(多列时对应多个不同拼混样)，每列均为401个数值。
44.步骤(4)中：
45.所述各拼混组分的最佳浓度的计算采用超定方程组进行计算，步骤为：
46.①
首先，根据不同染料混合后，其吸光度(a)具有加和性的原理，写出从380nm～780nm不同波长下各染料的吸光度表达式，即：
47.a
λ
＝k1c1+k2c2+......+k
ncn
……
式1。
48.式1中，a
λ
表示某波长下标样的吸光度，kn表示该波长下拼混样中第n个染料组分的吸光系数，cn表示该波长下第n个染料组分的浓度。
49.②
然后，将可见光范围内所有波长下的吸光度表达式按波长从小到大顺序进行排列，组成超定方程组，如式(2)所示，式2中超定方程组包含401个方程：
[0050][0051]
③
用软件后端计算程序求解该超定方程组的最小二乘解，得到拼混染料各组分的最佳浓度配方。
[0052]
所述“配方的可行性判断”，是根据超定方程组计算出的各染料组分的浓度正、负值和误差平方和(ess)进行判定。判定条件为：
①
若配方中某一组分的浓度值为负值，或两条曲线的ess≥3.0，则判断该配方不可行；
②
若配方中全部染料组分的推荐浓度值均为正值，且两条曲线的ess满足0《ess≤1.5，则判断该配方可行；
③
若配方中全部组分染料的推荐浓度值均为正值，且两条曲线的ess满足1.5《ess≤3.0，则判断该配方有一定可行性，但需进行染色确认。
[0053]
步骤(5)中：
[0054]
所述“色差”是指拼混样与标样分别染着在某一织物上后，染色织物之间的颜色差值，可由测色配色仪进行测定。一般认为色差值(cmc
△
e)《0.8的两个颜色可视为颜色一致(但也可根据不同标准而定)。
[0055]
所述“条件等色指数(m)”即照明体“同色异谱”指数由测色配色仪进行测定。一般认为m《1.0的两个颜色存在同色异谱现象的可能性较小。
[0056]
本发明利用计算机软件模拟多组分染料与标样吸收光谱曲线的方式来进行拼混仿色，这是一种应用于商品染料开发的新型数字化方法，计算机软件的计算是基于lamber-beer定律和染料吸光度具有加和性的原理，先建立超定方程组，求取该超定方程组的最小二乘解，计算得到拼混染料的最佳浓度配方；再由配方浓度得到拼混样的吸收光谱曲线，与标样曲线对比，判断配方的可行性，具有如下有
[0057]
益效果：
[0058]
(1)操作简单，可视化程度高，其原理是基于染料的吸收光谱而不是反射光谱，仿色过程是基于染料的吸收光谱而不是反射光谱，无需将染料染着于织物上就可进行，极大简化了染色实验操作过程，通过模拟标样染料的吸收光谱曲线而得到的拼混染料，其光谱特性与标样一致，可从根本上避免出现同色异谱现象，且光谱数据库一旦建立可反复使用，极大简化了仿色实验操作过程，节省了大量人力、物力和能源消耗。
[0059]
(2)吸收光谱是染料的固有特性，光谱数据库一旦建立可反复使用，不需重复进行测试，能极大节省实验时间，提高仿色效率。
[0060]
(3)拼混配方对标样的仿色过程在计算机上进行，操作简单，可视化程度高，配方及可行性判断结果明确，使用者没有经验也可操作，还可避免人为因素干扰.
[0061]
(4)通过模拟标样染料的吸收光谱曲线而得到的拼混染料，其光谱特性与标样一致，可从根本上避免出现同色异谱现象。
附图说明
[0062]
图1为分散绿9吸光系数实测与计算机模拟光谱曲线对照图；
[0063]
图2为分散蓝79吸光系数实测与计算机模拟光谱曲线对照图；
[0064]
图3为分散黄114吸光系数实测与计算机模拟光谱曲线对照图；
[0065]
图4为分散红153吸光系数实测与计算机模拟光谱曲线对照图；
[0066]
图5为拼混染料(分散蓝366+分散绿9)与标样(0.05g/l分散蓝291)对照图；
[0067]
图6为拼混染料(分散蓝366+分散黄114)与标样(0.05g/l分散蓝60)对照图；
[0068]
图7为拼混染料(分散蓝257+分散蓝60)与混合标样(蓝366+绿9)对照图；
[0069]
图8为拼混染料(分散蓝165+分散蓝284)与标样(0.06g/l分散蓝56)对照图；
[0070]
图9为标样ⅰ染料的光谱曲线图；
[0071]
图10为实施例7中配方1(红74+橙25)对标样ⅰ(红153:1)的对照图；
[0072]
图11为实施例7中配方2(红153+橙25)对标样ⅰ(红153:1)的对照图；
[0073]
图12为实施例7中配方3(红74+橙73:1)对标样ⅰ(红153:1)的对照图；
[0074]
图13为实施例7中配方4(红153+橙73:1)对标样ⅰ(红153:1)的对照图；
[0075]
图14为实施例7中配方5(红153+红74)对标样ⅰ(红153:1)的对照图；
[0076]
图15为实施例7中配方6(橙25+橙73:1)对标样ⅰ(红153:1)的对照图；
[0077]
图16为标样ⅱ染料的光谱曲线图；
[0078]
图17为实施例8中配方1(蓝257+绿9)对标样ⅱ的对照图；
[0079]
图18为实施例8中配方2(蓝366+绿9)对标样ⅱ的对照图；
[0080]
图19为实施例8中配方3(蓝257+蓝291)对标样ⅱ的对照图；
[0081]
图20为实施例8中配方4(蓝366+蓝291)对标样ⅱ的对照图；
[0082]
图21为实施例9中配方1(蓝183:1+蓝257+蓝165:1)对标样ⅱ的对照图；
[0083]
图22为实施例9中配方2(蓝183:1+蓝257+绿9)对标样ⅱ的对照图；
[0084]
图23为实施例9中配方3(蓝183:1+蓝165:1+绿9)对标样ⅱ的对照图；
[0085]
图24为实施例9中配方4(蓝257+蓝165:1+绿9)对标样ⅱ的对照图。
具体实施方式
[0086]
下述实施例中会涉及以下过程：
[0087]
1)商品染料吸光系数原始数据的测试和数据表单的建立。
[0088]
2)计算机软件对拼混样和标样的模拟过程(如光谱曲线、最佳拼混浓度计、配方可行性判断和成本)。
[0089]
3)使用本发明方法开发新型拼混染料的具体实施过程等。
[0090]
为使条理清楚，实施例1、2具体说明染料吸光系数原始数据的测试和数据表单的建立过程；实施例3、4、5、6具体说明拼混样对标样的模拟过程；实施例7、8、9具体说明使用本发明方法开发新型拼混染料的实施过程。
[0091]
实施例1
[0092]
染料的吸光系数原始数据是计算机软件模拟染料吸收光谱曲线的基础，需要通过实验进行测定。本实施例以分散绿9为例，详细说明实验测试和计算染料吸光系数，同时建立可供计算机识别、调用的吸光系数原始数据表单的方法和步骤。
[0093]
1、测定分散绿9染料的吸光系数
[0094]
(1)称取0.5000g分散绿9染料至干燥的小烧杯中，用少许dmf打浆并溶解，然后转移至500ml容量瓶中，用dmf定容，配制成浓度为0.1g/l的分散绿9染料母液；
[0095]
(2)用移液管分别移取1.5ml、2.0ml、2.5ml、3.0ml、4.0ml的上述母液，置于10ml容量瓶中，用dmf定容，配制成浓度分别为0.015g/l、0.02g/l、0.025g/l、0.03g/l及0.04g/l的5个标准工作染液；
[0096]
(3)在岛津uv-2600型紫外可见分光光度计上，分别测试上述5个标准工作染液在380nm～780nm波长范围内的吸收光谱曲线(波长间隔设置为1nm)，并导出不同浓度染液在所有波长下的吸光度数据，依次排列于excel表格中(如表1中b、c、d、e、f、g列)。以表格中染料浓度为“x集合”，不同波长下的吸光度为“y集合”，运用slope函数进行线性拟合(y＝kx)斜率计算，得到不同波长下分散绿9的吸光系数k。
[0097]
表1：分散绿9吸光系数k的测试
[0098][0099]
对于一只确定的商品染料而言，不同波长下的吸光系数k值是它的固有特性，不受染料浓度高低的影响。因此当一只染料的吸光系数k被测出后，后续无论采用何种浓度与其他染料拼混，均不需再重复测定其吸光系数。如果需要模拟这只染料在某一浓度下的光谱曲线时，仅需对计算机赋予一个浓度取值，即可计算出该浓度下对应波长的吸光度(即吸光度a＝吸光系数k
×
浓度c)。该方法用于计算机模拟染料吸收光谱曲线是准确可靠的，这可由表2中计算机模拟结果与实际测试结果的对比以及图1来进行验证。
[0100]
表2：计算机模拟0.06g/l分散绿9吸光度数据与实测结果对比表
[0101][0102]
表2对比了浓度为0.06g/l时，由计算机模拟得到的分散绿9和实际测试得到的吸光度数据。从表2可看出，由“吸光系数
×
染料浓度(用g/l表示)”所计算出的吸光度数据与实验测试出的0.06g/l分散绿9染液的吸光度值基本一致，结合图1可以看出，该浓度下二者的光谱曲线完全重合(代表软件模拟结果的蓝色光谱曲线完全被实测的橙色曲线所覆盖)，这说明由计算机模拟出的光谱曲线与实际测试结果一致，准确性非常高。
[0103]
2、建立可供计算机识别的分散绿9吸光系数数据表单
[0104]
一只染料既可用作为标样被其他拼混样所模拟，也可作为拼混样用于模拟其他标样。当作为标样时，可用不同波长下的吸光度或吸光系数两种形式作为原始数据；当作为拼混样时，因需要参与超定方程组计算最佳浓度，只能用不同波长下的吸光系数作为原始数据。但无论以哪种形式出现，均需要将不同波长下的吸光度/吸光系数按波长从小到大的顺序在excel表格中排列成一个纵列(波长可不列出)，该列的第一行写入染料的名称，以便软件可以识别不同染料。
[0105]
按该方法，建立可供计算机识别的分散绿9吸光系数表单，如表3所示。
[0106]
表3：可供计算机识别的分散绿9染料的吸光系数原始数据表(380～391nm)
[0107][0108]
实施例2
[0109]
本实施例测试并建立含有分散绿9、分散蓝79、分散黄114、分散红153四只染料的吸光系数原始数据表，具体方法与实施例1相同：先分别实验测试出分散绿9、分散蓝79、分散黄114、分散红153四只染料的吸光系数，然后建立可供计算机识别、调用的吸光系数原始数据表单。
[0110]
1、分散绿9染料的吸光系数测定(参考实施例1)。
[0111]
2、分散蓝79染料的吸光系数测定：
[0112]
(1)称取0.5000g分散蓝79染料至干燥的小烧杯中，用少许dmf打浆并溶解，然后转移至500ml容量瓶中，用dmf定容，配制成浓度为0.1g/l的分散蓝79染料母液；
[0113]
(2)用移液管分别移取1.5ml、2.00ml、2.5ml、3.0ml、4.0ml的上述母液，置于10ml容量瓶中，用dmf定容，配制成浓度分别为0.015g/l、0.02g/l、0.025g/l、0.03g/l及0.04g/l的5个标准工作染液；
[0114]
(3)在岛津uv-2600型紫外可见分光光度计上，设置波长范围380nm～780nm，波长间隔1nm，分别测试上述5个标准工作染液的吸收光谱曲线，导出不同浓度染液在全部波长下的吸光度，依次排列于excel表格中(表4中b、c、d、e、f、g列)，以表格中染料浓度为“x集合”，不同波长下的吸光度为“y集合”，运用slope函数分别进行线性拟合斜率计算，得到各波长下分散蓝79的吸光系数(表4中h列)。
[0115]
表4：分散蓝79吸光系数测试及计算机模拟光谱数据准确性验证结果
[0116][0117]
从表4可看出，由计算机模拟得到的和实际测试得到的0.08g/l分散蓝79的吸光度数据(分别位于表4中i列、j列)和光谱曲线(图2)也可达到一致结果。
[0118]
3、分散黄114染料的吸光系数测定：
[0119]
(1)称取0.5000g分散黄114染料至干燥的小烧杯中，用少许dmf打浆并溶解，然后转移至500ml容量瓶中，用dmf定容，配制成浓度为0.1g/l的分散黄114染料母液；
[0120]
(2)用移液管分别移取1.0ml、1.5ml、2.00ml、2.5ml、3.0ml的上述母液，置于10ml容量瓶中，用dmf定容，配制成浓度分别为0.01g/l、0.015g/l、0.02g/l、0.025g/l、0.03g/l的5个标准工作染液；
[0121]
(3)在岛津uv-2600型紫外可见分光光度计上，设置波长范围380nm～780nm，波长间隔1nm，分别测试上述5个标准工作染液的吸收光谱曲线，导出不同浓度染液在全部波长下的吸光度，依次排列于excel表格中(表5中b、c、d、e、f、g列)，以表格中染料浓度为“x集合”，不同波长下的吸光度为“y集合”，运用slope函数分别线性拟合斜率计算，得到各波长下分散黄114的吸光系数(表5中h列)。
[0122]
表5：分散黄114吸光系数测试及计算机模拟光谱数据准确性验证结果
[0123][0124]
从表5可看出，由计算机模拟得到的0.04g/l分散黄114的吸光度(表5中i列)和实际测试得到的吸光度(表5中j列)数据一致，且光谱曲线(图3)也基本重合。
[0125]
4、分散红153染料的吸光系数测定：
[0126]
(1)称取0.5000g分散红153染料至干燥的小烧杯中，用少许dmf打浆并溶解，然后转移至500ml容量瓶中，用dmf定容，配制成浓度为0.1g/l的分散红153染料母液；
[0127]
(2)用移液管分别移取1.0ml、1.5ml、2.00ml、2.5ml、3.0ml的上述母液，置于10ml容量瓶中，用dmf定容，配制成浓度分别为0.01g/l、0.015g/l、0.02g/l、0.025g/l、0.03g/l的5个标准工作染液；
[0128]
(3)在岛津uv-2600型紫外可见分光光度计上，设置波长范围380nm～780nm，波长间隔1nm，分别测试上述5个标准工作染液的吸收光谱曲线，导出不同浓度染液在全部波长下的吸光度，依次排列于excel表格中(表6中b、c、d、e、f、g列)，以表格中染料浓度为“x集合”，不同波长下的吸光度为“y集合”，运用slope函数分别进行线性拟合斜率计算，得到各波长下分散红153的吸光系数(表6中h列)。
[0129]
表6：分散红153吸光系数测试及计算机模拟光谱数据准确性验证结果
[0130][0131]
从表6可看出，由计算机模拟得到的和实际测试得到的0.05g/l分散红153的吸光度数据(分别位于表6中i列、j列)和光谱曲线(图4)也可达到一致结果。
[0132]
实施例1和实施例2中对每一只染料的计算机模拟光谱曲线结果均进行了准确性的验证，仅是为了说明本技术对染料光谱曲线模拟的方法具有高的可行性，在实际测试染料吸光系数的过程中，并不需要逐一对所有染料均进行验证，仅需测试出不同波长下染料的吸光系数值即可。
[0133]
本实施例得到上述四只染料的吸光系数原始数据后，将它们分别按波长从小到大的顺序(波长可不列出)在excel表格中排列成多个纵列，其中每一列的第一行均为所用染料的名称或c.i.索引号(如表7所示)，保存该文件，计算机即可在后续计算的过程中识别并调用这些数据。
[0134]
表7：含多个染料的可供计算机识别的吸光系数原始数据表(380～388nm)
[0135]
1分散绿9吸光系数分散蓝79吸光系数分散黄114吸光系数分散红153吸光系数22.02684.003615.01432.508631.98934.003615.68002.480041.99644.003616.32862.457151.98214.010717.04292.457161.98754.003617.74862.451471.96964.003618.47142.417181.96964.010719.22002.417191.94644.012519.95432.4171101.95714.014320.68292.4171111.95364.016121.40292.4371121.92504.014322.11712.4400
131.91614.014322.84572.4514141.92504.014323.53712.4571151.91794.033924.22862.4800161.92504.033924.89432.4829171.89464.033925.51142.5086181.91434.042926.11142.5457191.91794.046426.69432.5886201.91434.046427.20572.6029
。
[0136]
参考上述实施例1、2方法，可测试并建立任意一只商品染料的吸光系数原始数据表单。实施例3～9所使用染料的吸光系数原始数据表单如表8所示(为简单陈述，染料吸光系数的具体计算过程不再列出)。
[0137]
表8：实施例3～9所使用染料的吸光系数(或吸光度)原始数据表(380～399nm)
[0138][0139]
以下实施例3、4、5、6说明软件操作界面下拼混样对标样的模拟过程。
[0140]
实施例3
[0141]
本实施例采用拼混染料(分散蓝366+分散绿9)模拟0.05g/l分散蓝291(标样)。具体实施步骤如下：
[0142]
(1)打开“hi color spectro-calculator”光谱计算软件后端start计算程序及前端dist显示界面，依次导入“波长”、“标样
”‑
分散蓝291的吸光系数、“混样a
”‑
分散蓝366的吸光系数、“混样b
”‑
分散绿9的吸光系数等文件，如表9所示。
[0143]
表9：波长以及对应波长下标样、混样a和混样b的吸光度数据
[0144][0145]
(2)数据导入完成后，点击页面顶端“判断最佳浓度”按钮，切换至浓度计算页面。因本例导入的标样是分散蓝291的吸光系数，模拟的是0.05g/l分散蓝291的光谱曲线，因此在浓度计算前还需对标样进行浓度赋值(先点击“吸光度”按钮，在弹出的对话框中输入浓度值“0.05”即可)；若导入的标样为吸光度数据，则无需赋值。
[0146]
(3)点击“确定”，再点击“获取判断结果”按钮，计算机软件即开始计算最佳拼混浓度，并模拟出拼混样和标样的光谱曲线，同时对配方的可行性进行判断，如图5所示。
[0147]
从图5可看出：分散蓝366和分散绿9拼混染料模拟0.05g/l分散蓝291标样的最佳浓度配方为：0.053802g/l分散蓝366+0.058373g/l分散绿9，浓度均为正值。标样和拼混样的光谱曲线重合度很高，二者的误差平方和(ess)为0.781161，远小于1.5，因此配方的可行性较高。
[0148]
(4)在计算最佳浓度页面，点击“显示计算矩阵”按钮，可显示出超定方程组的计算结果如式(3)所示。在该页面首行点击“成本核算”并输入各染料的单价后，按照配方进行成本计算，并与标样对比得到配方可节省的成本信息。
[0149][0150]
实施例4
[0151]
本实施例采用拼混染料(分散蓝366+分散黄114)模拟0.05g/l分散蓝60(标样)，具体实施步骤如下：
[0152]
(1)打开“hi color spectro-calculator”光谱计算软件后端start计算程序及前端dist显示界面，然后依次导入“波长”、“标样”—分散蓝60的吸光系数、“混样a”—分散蓝366的吸光系数、“混样b”—分散黄114的吸光系数，如表10所示。
[0153]
表10：波长以及对应波长下标样、混样a和混样b的吸光度数据
[0154][0155]
(2)对标样进行浓度赋值(先点击“吸光度”按钮，在弹出的对话框中输入浓度值“0.05”)，点击“确定”，再点击“获取判断结果”按钮，计算机软件即开始计算最佳拼混浓度
并模拟出拼混样和标样的光谱曲线，同时由计算出的结果对配方的可行性进行判断，如图6所示。
[0156]
从图6可看出，软件计算出当0.016689g/l分散蓝366与-0.000107g/l分散黄114拼混时，拼混样才能与标样曲线达到最高重合度，且最高重合时两条曲线的误差平方和高达27.035。分散黄114浓度为负值，说明配方中黄色染料为多余，加之曲线的ess远大于1.5，这两个判断条件均表明该配方不可行，故需更换染料重试。
[0157]
实施例5
[0158]
本实施例采用拼混染料(分散蓝257+分散蓝60)模拟混合标样(0.0236g/l分散蓝366+0.0198g/l分散绿9)，具体实施步骤如下：
[0159]
(1)打开“hi color spectro-calculator”光谱计算软件后端start计算程序及前端dist显示界面。在软件首页上点击“欢迎使用”进入数据导入页面，依次导入“波长”、“标样”(即0.0236g/l分散蓝366+0.0198g/l分散绿9)的吸光度、“混样a”—分散蓝257的吸光系数、“混样b”—分散蓝149的吸光系数，如表11所示。
[0160]
表11：波长以及对应波长下标样、混样a和混样b的吸光度数据
[0161][0162]
(2)点击页面顶端“判断最佳浓度”按钮，切换至浓度计算页面，点“吸光度”按钮(标样数据为吸光度，无需赋值)，再点击“获取判断结果”按钮，计算机软件即开始计算最佳拼混浓度并模拟出拼混样和标样的光谱曲线，同时由计算出的结果对配方的可行性进行判断，如图7所示。其中，图7模拟的是一个混合标样(蓝366+绿9)，给出的原始数据是吸光度，因此不需要进行浓度赋值，故图中表标注浓度；标样i的曲线显示出浓度，是因为标样i是一个单染料，其吸光度是用a＝k*c(即吸光度＝吸光系数*染料浓度)计算出来的，所以需要进行浓度赋值。
[0163]
从图7可看出，虽然两只拼混染料的浓度均为正值，但拼混样光谱曲线与标样曲线差异较大，误差平方和大于3.0，因此该配方不可行，需更换染料重试。
[0164]
实施例6
[0165]
本实施例采用拼混染料(分散蓝165+分散蓝284)模拟0.06g/l分散蓝56(标样)，具体步骤如下：
[0166]
(1)打开“hi color spectro-calculator”光谱计算软件后端start计算程序及前
端dist显示界面。在软件首页上点击“欢迎使用”进入数据导入页面，依次导入“波长”、“标样”—0.06g/l分散蓝56、“混样a”—分散蓝165的吸光系数、“混样b”—分散蓝284的吸光系数，如表12所示。
[0167]
表12：波长以及对应波长下标样、混样a和混样b的吸光度数据
[0168][0169]
(2)点击页面顶端“判断最佳浓度”按钮，切换至浓度计算页面，点“吸光度”按钮(标样数据为吸光度，无需赋值)，再点击“获取判断结果”按钮，计算机软件即开始计算最佳拼混浓度并模拟出拼混样和标样的光谱曲线，同时由计算出的结果对配方的可行性进行判断，如图8所示。
[0170]
从图8可见，标样分散蓝56的光谱曲线较特殊，有两个吸收峰，而拼混样分散蓝165+分散蓝284的光谱曲线仅有一个吸收峰，因此直接模拟时，拼混样曲线要与标样重合的难度较高，二者之间的误差平方和会增大，这时就需要进一步染色确认。但也可采用一种间接模拟方法，即用一个可与标样染得不跳灯的一致色光，但光谱曲线仅有单峰的染料作为“代标样”，代替分散蓝56作为标样进行模拟，可减少特殊峰形对判断结果的影响。
[0171]
以下实施例7、8、9说明使用本发明方法开发新型拼混染料的实施过程。
[0172]
实施例7
[0173]
本实施例利用现有4只商品染料：分散红74、分散红153、分散橙25、分散橙73∶1，开发与标样i(0.05g/l分散红153∶1)具有相同染色色光(染色织物为涤纶)，且不跳灯的双组份替代染料。
[0174]
标样i(0.05g/l分散红153∶1)染料的吸光度数据如下表13所示，光谱曲线如图9所示。
[0175]
表13：标样i染料的吸光度数据(截取380～399nm数据为例)
[0176]
1波长标样i吸光度23800.11133810.10943820.10953830.10863840.109
73850.10983860.10893870.108103880.109113890.111123900.111133910.112143920.111153930.114163940.116173950.116183960.119193970.121203980.122213990.124。
[0177]
涤纶织物(小样)的染色方法规定为：在染杯中加入分散染料和水(浴比1∶20)，用冰醋酸调节染浴ph值至4.5～5.0，然后放入涤纶织物(2g
±
0.05g)，拧紧杯盖，置于高温染色机中。开启染色机，以3℃/min升温速率从室温升温至90℃，然后再以1℃/min速率从90℃升温至130℃，在130℃保温染色60min后，以2℃/min速率降温至80℃。取出织物，水洗、还原清洗(保险粉2g/l，氢氧化钠1g/l，浴比1∶30，60℃
×
30min)，水洗，烘干。
[0178]
实施方法及步骤：
[0179]
本例研发的具体内容为寻找标样i(0.05g/l分散红153∶1)的替代产品，该产品由两个组分染料拼混而成，且拼混组分要求从分散红74、分散红153、分散橙25、分散橙73∶1四只染料中选取，最终配方要求不跳灯。
[0180]
因为拼混组分仅有4只染料，数量较少，故可以采取随机组合的方式，形成以下6种拼混方案，即：
[0181]
配方1(分散红74+分散橙25)；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
配方2(分散红153+分散橙25)；
[0182]
配方3(分散红74+分散橙73:1)；
ꢀꢀꢀ
配方4(分散红153+分散橙73:1)；
[0183]
配方5(分散红153+分散红74)；
ꢀꢀꢀꢀ
配方6(分散橙25+分散橙73:1)。
[0184]
对这些配方分别进行光谱曲线模拟判断配方可行性，如图10～15所示。
[0185]
从图10～图15的模拟结果可看出，6个配方中有3个出现浓度负值，分别是配方1、配方3和配方6，因此这三个配方均不可行。另3个配方(配方2、配方4和配方5)的浓度均为正值，且拼混样与标样曲线的误差平方和均很小，因此可行性很高。
[0186]
按规定的染色工艺，对可行的3个配方进行染色实验，结果如表14所示。
[0187]
表14：拼混样与标样ⅰ实际染色结果对比
[0188]
配方编号配方组成dem2红153：橙25-0.130.164红153：橙73:1-0.320.32
5红153：红740.230.13。
[0189]
从表14可看出，由于曲线模拟的相似度极高，三个配方实际染色的色差值也均很小。在实验条件下染色能达到一次成功，说明本发明方法所得配方的准确度较高。另外，3个配方相对标样的条件等色指数值(m)也很小(均小于1.0)，说明这些配方均不存在同色异谱现象。因此，实施例7中确定的双组份染料拼混配方有3个符合条件，即配方2(红153：橙25＝0.0020:0.0642)；配方4(红153：橙(73:1)＝0.0018:0.0861)；配方5(红153：红74＝0.0074:0.0542)。
[0190]
需要特别说明的是，最终配方的确认增加了实际染色结果的确认，并不意味着本发明方法所得到配方的准确性低于染色打样的结果。因为染料的吸收光谱曲线是在溶液中进行测试，软件默认溶液中的染料均能够100％染着于织物上。但实际上因不同的染料存在性能差异，或者在不同的织物上染料的上染率会发生变化，或者因染料配伍不当影响上染率提高，或者当改变了染色条件导致上染率发生变化等等，均会使染料的实际上染率达不到100％，所以染色结果与软件的预测结果出现偏差是极为正常的。此时只要根据不同染料对织物的实际上染率对配方进行调整，最终总能得到规定染色条件下与标样一致的色光，这是由方法本身的特性所决定的，对仅需得到拼混染料而不是实际染色物的商品染料开发过程影响不大。
[0191]
实施例8
[0192]
本实施例利用现有四只商品染料分散蓝366、分散蓝257、分散蓝291和分散绿9，开发与标样ⅱ具有相同染色色光(织物为涤纶)，且不跳灯的双组份替代染料配方。
[0193]
涤纶织物(小样)的染色方法规定为：在染杯中加入分散染料和水(浴比1:20)，用冰醋酸调节染浴ph值至4.5～5.0，然后放入涤纶织物(2g
±
0.05g)，拧紧杯盖，置于高温染色机中。开启染色机，以3℃/min升温速率从室温升温至90℃，然后再以1℃/min速率从90℃升温至130℃，在130℃保温染色60min后，以2℃/min速率降温至80℃。取出织物，水洗、还原清洗(保险粉2g/l，氢氧化钠1g/l，浴比1:30，60℃
×
30min)，水洗，烘干。
[0194]
标样ii染料的吸光度数据如下表15所示，光谱曲线如图16所示。
[0195]
表15：标样ii染料的：吸光度数据(截取380～400nm数据为例)
[0196]
1波长标样ii吸光度23800.20033810.19743820.19553830.19463840.19373850.19183860.18993870.186103880.185113890.184123900.181
133910.179143920.179153930.175163940.175173950.174183960.172193970.170203980.169213990.169。
[0197]
实施方法及步骤：
[0198]
本例研发的具体内容为，从指定的4只商品染料中寻找标样ii的替代产品，得到与标样ii具有相同色光，且不跳灯的双组份染料替代配方。在实施例7中，染料的组合方式不加筛选，两两组合得到6种配色方案，导致其中有3种均是无效配方。本例中，先对染料颜色进行对比，按“色光互补”原则筛选出可能实现仿色的染料拼混组合方式，以减少无效配方。
[0199]
(1)分析标样ii与替代物染料的颜色特征，按“色光互补”原则筛选出可能实现仿色的染料拼混组合方式。
[0200]
替代物染料与标样ii的色光对比结果如表16所示(也可目测对比色光)。
[0201]
表16：替代物染料与标样ii色光对比结果
[0202][0203]
从表16可看出，蓝257、蓝366染料的色光均比标样ii更红(δa为正值)、更蓝(δb为负值)、更鲜艳(δc为正值)，而蓝291和绿9染料则比标样ii更绿、更黄且更暗，因此前后两组染料可两两组合进行拼混，得到四种含二组分的染料拼混方式，即：
[0204]
配方1(蓝257+绿9)；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
配方2(蓝366+绿9)；
[0205]
配方3(蓝257+蓝291)；
ꢀꢀꢀ
配方4(蓝366+蓝291)。
[0206]
(2)对上述配方分别进行光谱曲线模拟，判断配方可行性，结果如图17～图20所示，其中，图17-20也模拟的是一个混合标样的吸光度(原始数据是标样ii的吸光度)，同样不需要浓度赋值，故不显示浓度。
[0207]
从图17～图20可看出，4个配方中除配方1偏差稍大外，其他3个配方的误差平方和均很小，尤其配方2几乎接近于0，说明这些配方所组成的拼混样对标样光谱曲线的相似度很高，实现仿色的可能性很高。
[0208]
(3)按规定的染色工艺，对上述配方进行染色实验，结果如表17所示。
[0209]
表17：拼混样与标样ⅱ实际染色结果对比
[0210]
配方编号配方组成dem1蓝257+绿92.744.232蓝366+绿90.660.493蓝257+蓝2910.750.564蓝366+蓝2910.760.59
[0211]
从表17可看出，配方1因两条曲线偏差较大，实际染色的色差值也越大。而配方2、3、4的曲线偏差小，实际染色的色差值也较小(均小于0.8)，甚至在实验条件下染色均能达到一次成功，说明本发明方法所得配方的准确度较高。另外，配方2、3、4相对标样的条件等色指数值(m)也很小(均小于1.0)，说明这些配方均不存在同色异谱现象。
[0212]
综上，实施例8中确定的拼混配方为配方2(蓝366：绿9＝0.0400:0.0403)；配方3(蓝257：蓝291＝0.0355:0.3994)；配方4(蓝366：蓝291＝0.0074:0.0314)。
[0213]
实施例9
[0214]
本实施例利用现有4只商品染料分散蓝183:1、分散蓝257、分散蓝165:1和分散绿9，开发与标样ⅱ具有相同染色色光(织物为涤纶)，且不跳灯的三组份替代染料配方。标样ⅱ染料的光谱曲线及吸光度数据参考表15所示。
[0215]
涤纶织物(小样)的染色方法规定为：在染杯中加入分散染料和水(浴比1:20)，用冰醋酸调节染浴ph值至4.5～5.0，然后放入涤纶织物(2g
±
0.05g)，拧紧杯盖，置于高温染色机中。开启染色机，以3℃/min升温速率从室温升温至90℃，再以1℃/min速率从90℃升温至110℃，然后以2℃/min速率从110℃升温至130℃，在130℃保温染色50min后，以2℃/min速率降温至80℃。取出织物，水洗、还原清洗(保险粉2g/l，氢氧化钠1g/l，浴比1:30，60℃
×
30min)，水洗，烘干。
[0216]
实施方法及步骤：
[0217]
(1)分析标样ⅱ与替代物染料的颜色特征，按“色光互补”原则筛选出可能实现仿色的染料拼混组合方式。
[0218]
替代染料与标样ⅱ的色光对比结果如表18所示(也可目测对比色光)。
[0219]
表18：替代物染料与标样ⅱ色光对比结果
[0220][0221][0222]
从上表18可看出，蓝257、蓝183:1染料的色光均比标样ⅱ更红(δa为正值)、更蓝(δb为负值)、更鲜艳(δc为正值)；而蓝165:1、绿9染料则比标样ⅱ更绿、更黄且更暗。前后两组染料进行拼混，可得到4种含三组分的染料拼混方式，即：
[0223]
配方1(蓝183:1+蓝257+蓝165:1)；
ꢀꢀꢀ
配方2(蓝183:1+蓝257+绿9)；
[0224]
配方3(蓝183:1+蓝165:1+绿9)；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
配方4(蓝257+蓝165:1+绿9)。
[0225]
(2)对上述配方分别进行光谱曲线模拟，判断配方可行性，结果如图21～图24所示，其中，图21-24也模拟的是一个混合标样的吸光度(原始数据是标样ii的吸光度)，也不需要浓度赋值，所以也不显示浓度。
[0226]
从图21、图22看出，配方1(蓝183:1+蓝257+蓝165:1)和配方2(蓝183:1+蓝257+绿9)中b组分(即分散蓝257)的浓度均为负值，说明两个配方均不可行。这一结果的出现与单色样对比色光时显示的信息是一致的。单色样色光显示分散蓝183:1和分散蓝257均比标样ⅱ偏红、偏蓝、偏艳(表18)，因此可以推断若二者同时加入配方会导致红、蓝色光偏多，而软件模拟光谱曲线的结果正好验证了该推断，且以精准数值的形式指明了多余染料的浓度值(蓝257浓度负值部分)，可以看出这种结果表示方式不但直观，而且准确、方便。
[0227]
从图23、图24可看出，配方3(蓝183:1+蓝165:1+绿9)和配方4(蓝257+蓝165:1+绿9)染料浓度均为正值，且拼混样与标样曲线的相似度很高，两个配方相对标样曲线的ess分别仅为0.15和0.21，说明这两个配方的可行性均较高。
[0228]
(3)按规定的染色工艺，对上述配方进行染色实验，结果如表19所示。
[0229]
表19：拼混样与标样ⅱ实际染色结果对比
[0230]
配方编号配方组成dem3蓝183:1+蓝165:1+绿90.660.364蓝257+蓝165:1+绿90.670.32
[0231]
从表19可看出，配方3、4实际染色的色差值也较小(均小于0.8)，因此，实施例9中确定的拼混配方为配方3(蓝(183:1)：蓝(165:1):绿9＝0.0210：0.0063：0.0570)；配方4(蓝257：蓝(165:1)：绿9＝0.0278：0.0092：0.0591)。
[0232]
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
[0233]
在本发明的优选实施例中，本领域技术人员应注意，本发明所涉及的电子设备、计算机和样本等可被视为现有技术。