ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Материалы текстильные

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ОКРАСКИ

Часть J03

Метод расчета цветовых различий

Издание официальное

ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Центром стандартизации, метрологии, экспертизы и сертификации в легкой, текстильной и смежных отраслях промышленности «Легпромстандарт» (Центр «Легпромстандарт») Госстандарта России и Открытым акционерным обществом Научно-производственным комплексом «ЦНИИШерсть» (ОАО НПК «ЦНИИШерсть»)

ВНЕСЕН Госстандартом России, Техническим комитетом по стандартизации ТК 412 «Текстиль»

2    ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 29 декабря 1999 г. № 845-ст

3    Настоящий стандарт содержит полный аутентичный текст международного стандарта ИСО 105-J03—1995 «Материалы текстильные. Определение устойчивости окраски. Часть J03. Метод расчета цветовых различий», включая изменение № 1—1996 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

© ИПК Издательство стандартов, 2000

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России

II

УДК 677.04.001.4:006.354    ОКС    59.080.01    М09    ОКСТУ    8309

Ключевые слова: материалы текстильные, красители, устойчивость окраски, испытания, определение устойчивости окраски, расчет цветовых различий

Редактор Т.П. Машина Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор В.НВаренцова Компьютерная верстка Л.Н. Золотаревой

Изд. лиц. № 021007 от 10.08.95. Сдано в набор 29.05.2000. Подписано в печать 17.07.2000. Усл.печл. 1,40. Уч.-изд.л. 0,76.

Тираж 211 экз. С 5555. Зак. 643.

ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва, Колодезный пер., 14 Набрано в Издательстве на ПЭВМ Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. “Московский печатник”, 103062, Москва, Лялин пер., 6

Плр № 080102

ГОСТ Р ИСО 105-J03—99

Содержание

1    Область применения....................................................... 1

2    Определения............................................................. 1

3    Сущность метода..........................................................2

3.1    Расчет колориметрических характеристик в системе CIELab......................2

3.2    Расчет значений цветовых различий в системе CIELab..........................3

3.3    Расчет значений цветовых различий в системе СМС............................3

4    Отчет об испытаниях.......................................................4

Приложение А Комментарий..................................................5

Приложение Б Данные для репрезентативных оценок...............................6

Приложение В Листинг компьютерной программы для расчета цветовых различий.........7

III

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Материалы текстильные

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ОКРАСКИ

Часть J03 Метод расчета цветовых различий

Textiles. Tests for colour fastness. Part J03. Calculation of colour differences

Дата введения 2001—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на текстильные материалы и устанавливает метод расчета цветового различия двух проб из одного и того же материала, измеренных в одних и тех же условиях. Полученное числовое значение общего цветового различия АЕ_СМС (1:с) количественно определяет степень несоответствия проб по цвету. Данный метод позволяет установить максимальное значение (допуск), которое зависит лишь от требуемой точности определения цветового равенства в данном конкретном случае, а не от того, с каким именно цветом имеют дело, или от характера цветовых различий.

Метод также позволяет определить отношение различия в светлоте к насыщенности и цветовому тону.

Примечание —В приложении А приведены руководящие указания по толкованию результатов. В приложении Б представлены данные испытаний пробы, предназначенные для проверки компьютерных программ. В приложении В приведен листинг программы для расчета цветовых различий.

2    Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями¹);

а)    светлота: Компонент цвета, который оценивается допуском по светлоте (AL*/IS_l). Обозначается AL_CMC. Если L_CMC является положительной, то тестируемая проба светлее исходной пробы. Если AL_CMC отрицательна — то тестируемая проба темнее исходной;

б)    насыщенность: Компонент цвета, который оценивается допуском по насыщенности цвета (AC _ah/cS_c). Обозначается ДС_смс. Если АС_смс является положительной, то тестируемая проба имеет более насыщенный цвет, чем исходная проба. Если АС_смс — отрицательна, то тестируемая проба имеет менее насыщенный цвет, чем исходная проба;

в)    цветовой тон: Компонент цвета, который оценивается допуском по цветовому тону (AH*_ab/S_c). Обозначается АЯ_СМС. Если АЯ_СМС является положительной, то различие цветового тона пробы соответствует на диаграмме CIELab области значений а*, Ь*, образуемой при движении против часовой стрелки от образца сравнения. Если АЯ_СМС является отрицательной, то различие цветовой тестируемой пробы соответствует на диаграмме CIELab области значений а*, Ь*, образуемой при движении по часовой стрелке от образца сравнения;

г)    цвет (окраска)#: Визуально воспринимаемая характеристика светового излучения. Характеризуется тремя компонентами (стимулами): светлотой, насыщенностью и цветовым тоном;

д)    цветовое различие#: Наблюдаемое интегральное изменение в цвете (окраске) безотносительно отдельных компонент цвета.

¹¹ Термины, не выделенные в стандарте ИСО 105-J01—95, помечены символом «#».

Издание официальное

3 Сущность метода

Цветовое пространство CIE¹ > 1976 L*a*b* (CIELab) было модифицировано в целях повышения его визуальной равноконтрастности при расчете цветового различия двумя образцами (пробами). Модификации CIELab позволяет получить с помощью уравнения СМС числовое значение АЕ_СМС, которое описывает цветовое различие между тестируемой и исходной (контрольной) пробами текстильного материала в примерно равноконграстном цветовом пространстве. Это позволяет применять единый цифровой допуск («предельный допуск» или «пределы приемки/браковки результатов») при вынесении суждения о приемлемости полученной точности цветового равенства; при этом допуск не зависит от цвета исходной пробы. Полуоси эллипсоида (AS), c5_L и У_н), используемые для определения АЕ_СМС, дают возможность оценки трех отдельных компонентов цветового различия (светлоты, насыщенности и цветового тона) способом, приемлемым для многих областей применения.

Уравнение для определения АЕ_СМС определяет границу эллипсоидальной области (с осями в направлениях светлоты, насыщенности и цветового тона), центрированной вокруг локуса цвета исходной пробы. Согласованный предел допустимых значений АЕ_СМС определяет объем в цветовом пространстве, в пределах которого все пробы будут отличаться по цвету в пределах допуска.

Общее цветовое различие формируется тремя компонентами (стимулами): светлотой, насыщенностью и цветовым тоном, каждый из которых вносит вклад в визуально наблюдаемое различие между исходной и тестируемой пробой.

Ниже приводится методика расчета колориметрических характеристик в различных колориметрических системах.

3.1 Расчет колориметрических характеристик в системе CIELab

Значения L*, а*, Ь*, С _аЬ и h_ab в системе CIELab рассчитывают по координатам цвета X, Y, Z для тестируемой пробы и исходной (контрольной) пробы следующим образом:

L* = 116(Y/Yn)W - 16,............ .....если Y/Yn > 0,008856 или L* = 903,3 (Y/Yn),................ a* = 500[f(X/Xn)-f(Y/Yn)]; b* = 200[f(Y/Yn)-nZ/Zn)\, где f(X/X„) = (X/Xn)V\............. .....если Y/Yn < 0,008856; .....если X/Xn > 0,008856 или f(%) = 7,787 (X/XJ + 16/116,...... f{Y/Yn) = (Y/Yny/\................ .....если X/Xn < 0,008856; .....если Y/Yn > 0,008856 или f(Y/Yn) = 7,787(7/7„) + 16/116,...... i(Z/Zn) = (Z/Zny/\................ .....если Y/Yn < 0,008856; .....если Z/Zn > 0,008856 или i(Z/Zn) = 7,787(Z/ZJ + 16/116,...... .....если Z/Zn < 0,008856;

C'ab = (а*2 + 6*2)'/2;

h_ab = arctg (b*/a*), угол (от 0° до 360°), определяющий положение вектора цвета на плоскости а*Ь*, причем положительная полуось а* находится под углом 0°, а положительная полуось Ь* — пол углом 90°.

В этих уравнениях Х_п ,Y_n и Z_n — координаты цвета для сочетания «источник света/наблюда-тель», при котором рассчитывают цветовые различия СМС(/:с). Предпочтительным сочетанием «источник света/наблюдатель» является /)₆₅/10°. В таблице 1 приведены значения для этого и пяти других сочетаний.

^ CIE — International Commission on Illumination: Международная комиссия по освещению (МКО), Австрия. В тексте стандарта аббревиатура CIE используется применительно к колориметрической системе CIE (МКО).

Таблица 1— Координаты цвета для различных сочетаний «источник света/наблюдатель»

Сочетание «источник света/наблюдатель» Координаты цвета А» Y„ Zn d65/10° 94,811 100,000 107,304 D65/2° 95,047 100,000 108,883 С/10° 97,285 100,000 116,145 С/Т 98,074 100,000 118,232 А/10° 111,146 100,000 35,200 А/2° 109,850 100,000 35,585

3.2    Расчет значений цветовых различий в системе CIELab

Рассчитывают значения цветовых различий A L*, А а*, А Ь*, АС'_аЬ , А Е^лаЬ , А Е*_л в системе CIELab по следующим формулам, в которых подстрочные индексы R и S соответственно определяют значения для исходной (контрольной) и тестируемой пробы

AL* = L § — L _R ;

А а* = а с - а» ;

Ab* = b*_s -Н;

^Д C*ab ⁼ С *ab,S ^— С*аЬЖ’

АЕ*_л = [(AL*)'¹ + (Да*)² + (А Ь*)²]'/²;

АНл =pq[(AE_ab)² - (AL*)² - (АС^)²] '/²; где р = 1, если т > О или р = —1, если т < О и

<7=1, если \т\ < 180

или q = —1, если \т\ > 180,

где т = h_ab>s — h_{ab R>} а | ... — знак модуля.

Или эквивалентно:

&Н*аЬ = tf2(C *_ab> sC ab, R “ ^а S^a R “ Ъ r)]^ »

где t = 1, если а *ф _R < а _R& § или t = —1, если а *ф _R > а %Ь §.

3.3    Расчет значений цветовых различий в системе СМС

Значения цветовых различий АЕсмс ^в системе СМС рассчитывают по следующей формуле АЕсмсИ-c) = [(A L*/IS_l? + (AC_ab/cS_cf+(AH_ab/*S_H)²]'/².

Рассчитывают полуоси эллипсоида по значениям L r, C _ab и /г_{а6 R} для контрольной пробы следующим образом:

S_L = 0,040975L ^ /(1 + 0,01765 L*_K), если L > 16 или S_L = 0,0511, если L _R <16;

S_c= [0,0638 С ^_R/(l + 0,0131 С ^r)] + 0,638;

S_H=(FT+ 1 — F)S_C, где Е = {(С^д )¹/[(С^д )¹ + 1900]}^1/2;

Т = 0,36 + |0,4cos(35 + h_{ab R})\, если h_{ab R} < 164° или h_{ab R} > 345° Т= 0,56 + |0,2cos(168 + h_cd)t r)|, если 164° < h_{ab R} < 345°.

Примечание — Значение / обычно устанавливают равным 2,0. Значение С должно быть равным 1,0. Это позволяет зафиксировать положение трех полуосей для лучшей корреляции с результатами визуальной оценки текстильных материалов. Если характеристики поверхности пробы значительно отличаются от характеристик текстильного материала с гладкой поверхностью, то могут потребоваться другие значения /. ²

4 Отчет об испытаниях

Отчет должен включать следующую информацию:

а)    обозначение настоящего стандарта;

б)    характеристики тестируемых и исходных (контрольных) проб сравнения;

в)    описание спектрофотометра или колориметра, включая тип оптической геометрии CIE, для которой были получены вводимые для расчета данные;

г)    значение (значения) АЕ_СМС для тестируемой пробы (проб);

д)    значения / и с [например, СМС (2:1)];

е)    сочетание «источник света/наблюдатель», использованное в вычислениях (например, D₆₅/10°);

ж)    критерий приемки, применяемый при вынесении решения о приемке/отбраковке результатов (см. приложение А) (при необходимости);

и)    различия по цветовым характеристикам компоненты цветового различия AL_CMC, ДС_смс, А Исмс (^ПР^И необходимости);

к)    значения L*, а*, Ь*, С*_й и h_ab в системе CIELab для исходной (контрольной) пробы и тестируемой пробы (проб) и связанные с ними значения Д L*, А а*, А Ь*, АС _аЬ , АЕ'_аЬ , АН*_аЬ (при необходимости);

л)    дату составления отчета. ¹

ГОСТ Р ИСО 105-J03—99

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное)

Комментарий

А. 1 При решении вопроса о точности цветового равенства для конкретного применения настоящего метода пользователю необходимо определить допуск, удовлетворяющий требованиям всех заинтересованных сторон.

Значение показателя АЁ_СМС, рассчитанное для тестируемой и контрольной проб, сравнивается с этим допуском, что позволяет определить, существует ли равенство цвета тестируемой пробы и цвета контрольной пробы. Тестируемые пробы после сравнения их с контрольными, можно подразделить на две категории:

-    приемлемые пробы (подлежат приемке), для которых значения ЛЁ_СМС меньше или равны согласованному допуску,

-    неприемлемые (бракуемые) пробы, для которых значения лё_смс превышают согласованный допуск.

Выражение АЁсмс ⁼ 1,0 дает границу эллипсоидальной области цветового пространства (с осями в

направлениях светлоты, насыщенности и цветового тона), в центре которой расположен цвет контрольной пробы. Длины эллипсоидальных полуосей определяются значениями IS_L, cS_c и S_H. При умножении этих значений на согласованный допуск приемки получается объем цветового пространства, в пределах которого все тестируемые пробы будут иметь цвет, хорошо согласующийся с цветом контрольной пробы.

А.2 В некоторых случаях приемлемые пробы необходимо сгруппировать таким образом, чтобы в каждой из групп находились пробы, близкие по цвету, что позволит, например, использовать соответствующие материалы для изготовления одного изделия. В таких случаях необходимо определить внутри эллипсоида малые субобъемы со своим допуском, например, методом «555» для сортировки по прямоугольным зонам (блокам). Размеры каждого малого субобъема можно найти, определив количество групп с учетом масштаба на трех полуосях цветового пространства СМС и затем разделив общий объем эллипсоида приемлемых образцов на количество таких малых субобъемов. На рисунке А. 1 этот способ проиллюстрирован на примере метода «555».

А.З Хотя концепция определения общего цветового различия Aii_CMC применима для ахроматических образцов, метод секционирования этой величины не корректен в случаях, когда С ^ _R < 4,0, за исключением различий по светлоте.

При С ^ _R < 4,0 инструментально определенные различия по насыщенности и цветовому тону часто не согласуются с результатами визуальной оценки. Тем не менее допускается применять отдельные компоненты цветовых различий для определения размера отдельных сортировочных блоков в целях сортировки образцов по цвету.

Рисунок А. 1 — Сортировочные блоки по методу «555» внутри эллипсоида приемлемых цветов

(сечение по двум осям)

5

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное)

Данные для репрезентативных оценок

Для проверки компьютерных программ, позволяющих определить значения АЕ_СМС по формуле СМС, в таблице Б. 1 приведены некоторые данные репрезентативных испытаний. Данные приведены для источника света D₆₅ и десятиградусного наблюдателя, используя Х_п = 94,811, Y_n = 100, 00 и Z_n = 107,304 (значения из таблицы 1). В качестве шести парных цветов сравнения выбраны красный, синий, желтый, зеленый, серый и еще один красный. Соотношение 1:с принималось равным 2:1.

Таблица Б.1— Данные испытаний для формулы СМС (2:1) (D^/IO0)

Номер пары Координаты цвета Значения CIELab X Y Z L* а* Ь* ^-^смс 1 69,556 70,797 67,146 87,39 5,32 7,19 68,614 69,698 65,942 86,85 5,59 7,29 0,42 о 53,180 57,467 66,036 80,44 -3,35 -3,84 Z 54,385 58,760 67,111 81,16 -3,35 -3,52 0,45 3 63,089 67,667 23,126 85,84 -2,45 55,67 J 61,950 66,366 22,565 85,18 -2,26 55,52 0,27 л 23,178 28,245 21,074 60,11 -15,42 14,97 21,896 27,060 20,137 59,03 -16,64 14,86 0,97 12,938 13,590 16,071 43,64 0,35 -3,39 J 12,168 12,737 15,221 42,36 0,64 -3,68 0,81 с 14,640 11,100 11,060 39,75 27,95 2,35 О 14,520 11,190 12,220 39,90 26,57 -0,57 2,33

6

ГОСТ Р ИСО 105-J03—99

ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное)

Листинг компьютерной программы для расчета цветовых различий

Для расчета цветовых различий можно использовать программу, написанную на языке BASIC. Специфические формы программы могут потребовать ее модификации для использования в некоторых компьютерных системах.

10 ' CMC (L:C) COLOUR DIFFERENCE FORMULA

20 '########################################

30 ' Input data and print results

40 '########################################

50 INPUT ” Input CMC (l:c) weighting factors ‘1’, ‘c’ ” ; L, C 60 INPUT ” Input X, Y, Z of reference ” ; X(l), X(2), X(3)

65 LPRINT ” X, Y, Z of reference ” ; X(l), X(2), X(3) : GOSUB 160 : LI = CL : A1 = CA : B1 = CB 70 INPUT ” X, Y, Z of specimen” ; X(l), X(2), X(3)

75 LPRINT ”X, Y, Z of specimen ” ; X(l), X(2), X(3)

80 GOSUB 230

90 LPRINT ” L*, a*, b*, Hue angle of reference ” ; LI, Al, Bl, HI 100 LPRINT ” L*, a*, b*, Hue angle of specimen ” ; L2, A2, B2, H2 110 LPRINT ” DL/1S1 DC/cSc DH/Sh (”; L; ” : ”C”)

120 LPRINT DL; DC; DH; DE : LPRINT : GOTO 60 130 '########################################

140 ' Calculate L*, a*, b* values (d65/10)

150 '########################################

160    X (1) = X (1) / 94. 811 : X (2) = X (2) / 100 : X (3) / 107.304

170    FOR I =1 TO 3:IF X (1) < 8.856001E - 0.3 THEN FX (1) = 7.787*    X (1) +    16/    116    ELSE FX (1) =

= X (1) ^л (1/3)

180 NEXT

190 CL = 116* FX (2) - 16: CA = 500* (FX (1) - FX (2)) : CB = 200* (FX (2) - FX (3)) : RETURN 200 ' ########################################

210 ' Calculate CMC colour difference

220 ' ########################################

230    DL = L2 - LI : Cl = SQR (Bl* Bl + Al* Al) : C2 = SQR (B2* B2    + A2* A2)    :    DC =    C2 — Cl

240    SI = DL*DL + (A2 - Al)* (A2 - Al) + (B2 - Bl)* (B2 - Bl)

250 DH = 0:AA = SI - DL* DL - DC* DC : IF AA < 0 THEN 260 ELSE DH = SQR (AA)

260 IF (A2*B2) = 0 THEN 280 ELSE H2 = 180 - SGH (B2)* 90 - ATN (A2/B2)* 57.3 270 GOTO 300

280 BB2 = SGN (ABS (B2)):AA2 = SGH (A2 + B2)

290 H2 = 90* (BB2-AA2+1)

300 IF (Al* Bl) = 0 THEN 320 ELSE HI = 180 - SGH (Bl)* 90 - ATN (Al/Bl)* 57.3 310 GOTO 340

320 BB1 = SGH (ABS(Bl)) : AA1 = SGH (Al + Bl)

330 HI = 90* (BB1 — AA1 + 1)

340 IF HI < 164 OR HI > = 345 THEN 350 EJSE GOTO 360 350 T = .    36 + ABS (. 4* COS ((HI + 35) / 57.3)) : GOTO 370

360 T = .    56 + ABS (. 2* COS ((HI + 168) / 57.3))

370 SL =    . 040975* LI / (1 + . 01765* LI) : IF LI < = 16 THEN    LET SL =    .    511

380 SC =    . 0638* Cl / (1 + 0.0131* Cl) + .638 : F = SQR (Cl ^л 4 / (Cl ^л 4 +    1900)):SH = SC* (T* F + I - F) :

DL = DL / (L* SL) : DC = DC / (C* SC):DH=DH / SH

385    DA = H2 - HI: IF ABS (DA) > 180 THEN Y1 = -1 ELSE YI = 1

386    Y2 = Yl* DA : IF Y2 < = 0 THEN DH = -DH 390 DE = SQR (DL* DL + DC* DC + DH* DH)

400 RETURN

7

1

2