贴合灰色海绵后面料表面颜色的变化趋势

2020-10-24薄美飞

染整技术 2020年9期

薄美飞

（上海新纺联汽车内饰有限公司，上海 201805）

随着经济的飞速发展，汽车日渐走向普通百姓家庭，汽车的普及率也在逐步提升［1］。汽车内饰色彩兼具审美与实用双向功能，创造了舒适且美观的车内环境［2］。汽车内饰已经成为人们选车时的重要考虑因素，尤其在满足了消费者对一台车的硬性需求配置后，色彩纹理以及时尚元素结合黑科技的个性化设计正成为当下年轻人选择一款车的主要因素［3］，因此，现在市场上每款车的推出都会搭配种类繁多的配置。兼具美学和功能设计的汽车内饰已成为首选，这说明工业纺织品的设计应兼顾审美和实用两方面的需求［4］。

汽车内饰组件中，顶棚面料主要是由纺织品面料贴合各类复合材料（如海绵、无纺布）组成［5］，其织物风格和加工方式需要一定的技术去实现，如织造、染色、后整理、粘合等。如何配置表面均匀稳定的颜色是汽车内饰的一大关注点［6］，由于传统的颜色判定方式是目测，会掺杂过多的人为因素，导致测量结果过于主观，对结果评判的分歧较大。为了在开发、生产中更好、更快、更精确地判定颜色是否合格，通常采用比色仪来评判颜色。本研究使用柯尼卡美能达CM2500C 比色仪对织物面料的表观颜色进行分析。

1 实验

1.1 仪器和样品

仪器：CM2500C 柯尼卡美能达比色仪。

样品：密度为35 kg/m3、厚度为4.0 mm 的灰色海绵［福派高分子材料（常州）有限公司］，3 种相同纹理不同颜色（黑色、灰色、米色）的经编织物（织造工艺如表1所示）。

表1 针织面料织造工艺

1.2 复合面料的制备

复合面料由上海金智达复合材料有限公司用火焰粘合方式复合而成，一共有3 种方案，详见表2，每种方案制备5个样品进行颜色测试。

表2 实验方案

1.3 测试

1.3.1 测试方法

试样在恒温恒湿条件下平衡24 h 后，按照大众的VW 501 90 标准中的4.2.1 项（允许误差范围）进行色空间检查，比对颜色前后变化差值。大众对色差值的要求：|ΔL|小于等于0.7，|Δa|小于等于0.3，|Δb|小于等于0.3［7］。测试前面料表面必须均匀整洁，测试样品的大小与试样的几何形状相匹配，测量时应与面料边缘相差3 mm，每个样品取5 个点测试，输出结果取平均值。

1.3.2 颜色测试原理

L*a*b*色空间（也被称为CIELAB）是由CIE 在1976 年制定的，也是当前最通用的测试物体颜色系统之一，广泛应用于所有领域。L*a*b*色空间是均匀色差空间之一，L*是亮度，a*和b*是色度坐标。由图1可知，a*（+为红色方向，-为绿色方向）和b*（+为黄色方向，-为蓝色方向）表示色方向，L*表示明暗度，从0～100逐渐由黑转白，中央区域为消色区。

图1 L*a*b*色空间

标准光源D65（日光）以一定的角度（10°）发出一束光照射到物体表面，物体接收到光源后将反射光源信息给比色仪，比色仪分析数据进行计算。单纯的L*、a*、b*值只能表现一个物体的颜色绝对值，如果要比较两个物体的颜色差值，则引入ΔL*、Δa*、Δb*概念。在色空间中，色差可以表示为一个单一数值ΔE*ab，计算公式如下：

其中，ΔE*ab表示两种物体在颜色总体上的差值，ΔL*、Δa*、Δb*分别为物体2 相对于物体1 的亮度和色度坐标的差值；L1、a1、b1分别为物体1 的颜色亮度和色度坐标的绝对值；L2、a2、b2分别为物体2 的颜色亮度和色度坐标的绝对值。ΔL*、Δa*、Δb*在颜色方向上体现物品的颜色之差，ΔL*、Δa*、Δb*和ΔE*ab可以更好地量化两个物体之间的颜色变化［8-9］。

1.3.3 实验数据

单面料和海绵表面的颜色值见表3。

表3 单面料和海绵表面的颜色值

2 结果与讨论

方案1 为黑色针织面料复合灰色海绵的样品，方案2 为灰色针织面料复合灰色海绵的样品，方案3 为米色针织面料复合灰色海绵的样品，每种方案测试5个样品，结果见表4和图2～4。

表4 不同方案的颜色差值

2.1 颜色ΔL＊值

由表4 和图2 可以看出面料复合海绵前后ΔL*的变化趋势。从方案1 和方案3 可以看出，黑色面料和米色面料背面复合灰色海绵对面料的L*值有较大影响，黑色面料复合灰色海绵后，面料表面颜色的亮度由暗转亮（L*值由小变大），而米色面料复合灰色海绵后，面料表面颜色由亮转暗（L*值由大变小）。而方案2 的灰色面料表面颜色基本不发生变化。这是因为针织面料较薄，光线可以透过面料的空隙照射到海绵表面，这部分由海绵反射到比色仪中的光会对最终结果产生影响。方案1 中，黑色面料的L*值为19.74，而海绵是61.34，海绵表面相对于黑色面料表面明亮。面料表面的空隙导致面料的遮光性差，海绵表面的明亮颜色会反射到比色仪中，导致比色仪反馈的颜色较黑色面料偏亮。与之相反，米色面料的L*值为77.72，较海绵大，所以海绵表面的L*值相对于米色面料偏暗，即复合海绵面料的表面颜色较复合前偏暗。而灰色面料的L*值（61.87）和海绵的L*值（61.34）相差不大，所以灰色面料复合海绵后颜色基本无变化。

图2 颜色ΔL*值的变化趋势图

2.2 颜色Δa＊值

由表4 和图3 可以看出面料复合前后Δa*的变化趋势。从方案3 可以看出，米色面料背面复合灰色海绵对a*值有较大的影响，面料表面颜色由红色向绿色变化；而方案1 的黑色面料和方案2 的灰色面料受到的影响较小。这是因为黑色面料对绿色和红色的光吸收率基本为100%，而灰色面料对绿色和红色的光吸收率为70%，米色面料对绿色和红色的光吸收率为50%，所以面料复合海绵后，米色面料由于对红绿色光的吸收量小且海绵表面颜色又比米色面料偏绿，导致颜色偏绿；而黑色面料和灰色面料由于对红光和绿光的吸收率高，反射率小，颜色基本不发生变化。

图3 颜色Δa*值的变化趋势图

2.3 颜色Δb＊值

由表4 和图4 可以看出面料复合前后Δb*的变化趋势。从方案3 可以看出，面料背面复合灰色海绵对面料颜色b*值有较大影响，面料表面颜色由黄色向蓝色变化，而方案1 的黑色面料和方案2 的灰色面料受到的影响较小。这是因为黑色面料对黄色和蓝色的光吸收率基本为100%，灰色面料对黄色和蓝色的光吸收率为75%，米色面料对黄色和蓝色的光吸收率在40%，所以米色面料复合海绵后，由于米色面料对黄光和蓝光的吸收量小且海绵表面颜色比米色面料偏蓝导致颜色偏蓝；而黑色面料和灰色面料由于对黄光和蓝光的吸收率高，反射率小，颜色基本不发生变化。