JPH0358054B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、染料の色差測定方法である。更に詳
しくは、染料の液色色差より、染色結果の色差を
予測する方法である。 染料の色差は、標準とする染料と、同一品目の
試料染料との同時染色によつて得られるそれぞれ
の染色物を、標準とする染料の染色物を基準とし
て、色差によつて評価されている。この場合、双
方の染料の純度、すなわちおのおの染料の中に含
まれている色素成分の比によつて、染色物に濃淡
差があらわれる。染料の色彩特性は、この濃淡差
によつて生ずる色の差を補正し、等しい色の濃さ
になるように調整して、染色したときに生ずる標
準とする染料と、同一品目の試料染料との間の色
差によつて評価されている。またこの色差は、赤
味傾向とか青味傾向といういわゆる色相差と、色
の純粋さによつて生ずる鮮かさに関するいわゆる
鮮明度差の二つに分けられる。通常、人間が視感
判定で染料の色を評価する場合は、上記の色相差
と鮮明度差に加えて、等しい色の濃さになるよう
に染色したときの染料使用量、すなわち染色濃度
の比の百分率より求められる染色力の三つの値に
よつて行つている 現在染料の色差の評価は、糸布の準備→染料溶
液の調製→染色浴の調製→染色→後処理→水洗→
乾燥の、いわゆる染色操作を経て得られた、標準
とする染料の染色物と、同一品目の試料染料の染
色物とを比較して行つている。この方法では、非
常に多くの時間と労力を費しており、また精度も
不十分であり、もつと経済的でかつ迅速に、しか
も簡単に染料の色差が正確に評価できる方法の要
望が高くなつている。 そこで本発明者らは、この方法を実現するため
に、数多くの実験データを用いて、鋭意検討し
た。その結果、染料溶液の吸光光度曲線を用いた
新規な方法を開発した。 即ち、本発明は染料の色彩特性を試験して、標
準とする染料に対する同一品目の試料染料の色差
を測定するにあたつて、 標準とする染料と、同一品目の染料の代表的
試料の溶液をそれぞれ調製して、吸光光度曲線
を測定する。つぎに、上記の標準とする染料
と、同一品目の染料の上記代表的試料との光学
濃度の比を用いて、上記の標準とする染料の光
学濃度に一致させた、同一品目の染料の上記代
表的試料の吸光光度曲線を求める。つぎに、上
記の標準とする染料の吸光光度曲線、および上
記の標準とする染料の光学濃度に一致させた、
同一品目の染料の上記代表的試料の吸光光度曲
線を、透過率曲線に変換して、上記の標準とす
る染料および同一品目の染料の上記代表的試料
の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚをそれぞれ求め、つい
で、等色差表色系に変換する。この表色系にお
ける色度差、明度差を求め、この色度差の中に
含まれる色相差の成分を、染料溶液の色相差と
し、また、明度差と色度差の中に含まれる彩度
差とを合成ベクトルを、染料溶液の鮮明度差と
して上記の標準とする染料に対する染料に対す
る、同一品目の染料の上記代表的試料の染料液
色色差を求める。 上記の標準とする染料と、同一品目の染料の
上記代表的試料を用いてそれぞれ染色して得た
染色物の上記の標準とする染料に対する同一品
目の染料の上記代表的試料の染色色差から、色
相差と彩度差または鮮明度差を求め、それをも
つて染料染色色差とする。 (3) 統計的方法により、の染料液色色差と、
の染料染色色差との関係を求める。 上記の標準とする染料に対する同一品目の試
料染料の染料液色色差を、の方法と同様にし
て、色相差、鮮明度差として、染料液色色差を
求める。 の上記の標準とする染料に対する同一品目
の上記試料染料の染料液色色差より、で求め
たの染料液色色差と、の染料染色色差との
関係を用いて上記の標準とする染料に対する同
一品目の上記試料染料の染料染色色差を、予測
することを特徴とする、染料の色差測定方法を
提供する。 この方法は、染料溶液の液色と染色した結果と
は、正確に対応しているという事実に基づいたも
のである。まず適切な溶媒を用いて、一定の溶液
濃度に調製した標準とする染料および同一品目の
試料染料の溶液について、通常の分光光度計を用
いて、可視波長領域の吸光光度曲線を測定する。
ついで同一品目の試料染料の吸光光度曲線を、た
とえば、標準とする染料と同一品目の試料染料の
最大吸収波長帯における吸光度の比などにより、
同一品目の試料染料の吸光光度曲線を補正して、
等しい光学的濃度に換算した吸光光度曲線を求め
る。ついでこの両曲線を透過率曲線に変換し、通
常の表色方法により、色の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを
求めて、これより各種の測色計算をおこなつて染
料溶液の液色色差を計算し、ついで、統計的な手
段によつて求めておいた液色色差と染色色差との
関係を用いて、この液色色差より、染色したとき
の色差を予測しようとするものである。 上記の方法は一見複雑なように見えるが、一旦
コンピユータのプグラムを作成しておけば、以後
は極めて簡便に能率よくおこない得るものであつ
て、実際の染色試験による方法に比べ経済的でか
つ迅速、しかも簡単で精度良く、染料の色差を予
測する方法ということができる。 本発明によれば、次の様なすぐれた効果が得ら
れる。 (1) 染色に関する諸操作の省略により、著しい試
験のスピードアツプ、省工程、省力化、省エネ
ルギーが達成される。 (2) 現状の染色物による色差評価法は、被染物の
種類、形状の違いや、染色法、染色機械の違い
による染色結果の相違、判定する人の個人差が
でやすい視感判定等精度を悪くする要因が多く
あるが、本発明の色差測定法では、これらの要
因が取り除かれるので、著しく精度が向上す
る。 (3) 染料の色差が正確に、そして迅速に得られる
ので、染料製造工程の管理に広く利用でき、不
良製品の減少、製造時の試験結果の待ち時間の
減少等、顕著な経済的効果が得られる。 次に、本発明の代表的な方法を、更に詳しく説
明する。 まず、標準ととする染料および同一品目の試料
染料の溶液を調製し、吸光光度分析により、吸光
光度曲線を測定する。次に第１図のように、下記
の式(1)により、同一品目の試料染料溶液の光学濃
度が標準とする染料の溶液の光学濃度に一致する
ように変換し、色の濃さの差によつて生ずる色差
成分を除くようにした吸光光度曲線を求める。 D′₂〓＝D₂〓×D₁λmax／D₂λmax (1) ここで、D₁λmaxは標準とする染料１の最大吸
光度、D₂λmaxは同一品目の試料染料２の最大吸
光度、D′₂λは標準とする染料の光学濃度に一致
するように調整した同一品目の試料染料の吸光度
である。λmaxは最大吸収波長を意味する。 またこの他に、視感の色の濃さにより良い一致
性をもたせるため、可視波長範囲の吸光度を人間
の色感覚に対応するような重味付けを行つて、全
可視波長範囲について積分したいわゆる色濃度刺
激値を、両者について一致するような調整を行う
方法もある。次ぎにこの方法の一例を述べる。 三つの原色刺激値に対する色濃度刺激は、X′，
Y′，Z″として下記の式(2)で計算される。 X′＝∫PλxλDλdλ Y′＝∫PλyλDλdλ Z′＝∫PλzλDλdλ (2) SQ＝X′＋Y′＋Z′ (3) SQは全色濃度刺激といわれるもので、これを
標準とする染料および同一品目の試料染料につい
て求める。またこれの簡便法として、X′，Y′，
Z′のうちの最大値をSQに代用することも可能で
ある。純色に近い染料では、この方法の方が良い
結果を与えることがある。これより濃度補正を行
つて、等して色濃度になるように調整された同一
品目の試料染料の吸光度D′₂λは、式(4)により計
算される。 D′₂λ＝D₂λ×SQ₁／SQ₂ (4) ここでSQ₁は、式(3)により求めた標準とする染
料の所定濃度の溶液のSQで、SQ₂は、同一溶液
濃度による同一品目の試料染料の溶液の吸光光度
曲線より求めたSQである。 つぎに、標準とする染料の吸光度、および濃度
補正をを行つた同一品目の試料染料の吸光度を、
式(5)により、第２図に示すように透過率に変換す
る。 T₁λ＝１／Exp(D₁λ/0.4343) T₂λ＝１／Exp(D′₂λ/0.4343) (5) ここで、T₁λは、標準とする染料の透過率、
T₂λは、濃度補正を行つた同一品目の試料染料の
透過率、D₁λは、標準とする染料の吸光度、D′₂λ
は、濃度補正を行つた同一品目の試料染料の吸光
度に相当する。 つぎに、式(6)を用いて、染料溶液の三刺激値
を、標準とする染料および同一品目の試料染料に
ついて求める。 Ｘ＝K∫PλxλTλdλ Ｙ＝K∫PλyλTλdλ Ｚ＝K∫PλzλTλdλ (6) Ｋ＝100／∫Pλλdλ (7) ここで、λ，λ，λは、スペクトル三刺
激値で、JISZ8728（2゜視野または10゜視野における
色のＸ，Ｙ，Ｚ系による表示方法）の表１などに
規定されているものである。Pλは、標準の光の
分光分布、Tλは、標準とする染料、または同一
品目の試料染料の透過率、λは波長である。 ここで得られたＸ，Ｙ，Ｚは、λmaxの吸光度
を一致させているので、標準とする染料と同一品
目の試料染料との濃度もそろえたときの色の表示
値に相当する。 ついでこれら等色差性表色系、例えばCIEが推
奨したCIE1976（L^*a^*b^*）表色系に変換する。 L^*＝1116（Ｙ／Yo）１／３−16 a^*＝500〔（Ｘ／Xo）１／３−（Ｙ／Yo）１／３〕 b^*＝200〔（Ｙ／Yo）１／３−（Ｚ／Zo）１／３〕 (8) ここにおいて、標準の光D₆₅（10゜視野）の場合 Xo＝94.811 Yo＝100.0 Zo＝107.334 となる。 次にこの表色系より、標準とする染料に対する
同一品目の試料染料の液色色差を求めるのである
が、この表色系における色相差と鮮明度差の関係
は第３図の通りである。有彩色の場合は、鮮明度
差に含まれる明度差成分は小さいので彩度差をも
つて鮮明度差にすることができる。 第３図で、P1は標準とする染料の色度点、P2
は同一品目の試料染料の濃度補正をした色度点で
ある。P3は、原点（無彩色）とP2を結ぶ直線す
なわち等色相線と、P1より下した垂線との交点
である。ここで、P1とP3の距離は色差の中の色
相差成分に相当し、P2，P3の距離は色差の中の
鮮明度差成分に相当する。なおP2は、標準とす
る染料に対して、色濃度が一致するように調整し
た同一品目の試料染料の色度点であるから、濃度
差に関係する色差はゼロになつているので、上記
２つの色差は、色相差、鮮明度差を表わすもので
ある。ここでL^*は、原点（無彩色）においてa^*
b^*平面に垂直な座標軸となる。 これより色差は、近似的に式(9)でで求められ
る。 △Ｅ＝√（△L^*）²＋（△a^*）²＋（△b^*）² △EBr＝√（△L^*）²＋△｛（a^*）²＋（b^*）² △EH＝√（△Ｅ）²−（△EBr）² (9) ここで△Ｅは２色間の色差、△EHは色相差、
△EBrは鮮明度差を表わす。 次に液色色差を染色色差に変換する方法につい
て説明する。液色色差を染色色差に変換するに
は、固有の係数を乗ずることによつて求めること
ができる。この固有の係数を求めるには、まず標
準とする染料および同一品目の染料の代表的試料
について、前記の方法で液色色差を求める。また
同一染料の、標準とする染料の最大吸収波長にお
ける吸光度（D₁λmax）と、同一品目の染料の代
表的試料の最大吸収波長における吸光度
（D₂Bλmax）の比を用いいて、または、標準と
する染料の全色濃度刺激値（SQ₁）と、同一品目
の染料の代表的試料の全色濃度刺激値（SQ₂）の
比を用いて、等しい色濃度が得られるように染色
濃度を調整して、染色試験をおこなう。つぎに、
これらの染色物の分光反射率を測定し、式(10)を用
いて、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求める。 Ｘ＝K∫Pλλpλdλ Ｙ＝K∫Pλλpλdλ Ｚ＝K∫Pλλpλdλ (10) Ｋ＝100／∫Pλyλdλ (11) ここでλ，λ，λはスペクトル三刺激値
で、JISZ8728（2゜視野または10゜視野における色の
Ｘ，Ｙ，Ｚ系による表示方法）の表１などに規定
さているものである。Pλは標準の光の分光分布、
Pλは染色物の分光反射率、λは波長である。つ
いで式(8)により等色差性表色系に変換し、L^*a^*
b^*を求めてから、式(9)により染色物の色相差、
鮮明度を求める。上記方法によつて求められた液
色色差、および染色色差の関係は第４−１図、第
４−２図のようになる。 第４−１図，第４−２図の直線の勾配が、液色
色差と染色色差の関係を示すものであり、この直
線の勾配に関する係数が求める固有の係数で、こ
れを用いて、液色色差を染色色差に変換すること
ができる。例えば、第４−１図，第４−２図の例
によれば、液色色相差1.0は染色色相差0.075に、
液色鮮明度差0.5は染色鮮明度差0.45に相当する。
なおこの上記の勾配に関する係数を求める場合、
多数の試料を用いて統計的な方法で、回帰分析等
を行うことにより、より高い精度でこれらの関係
を求めることができる。 つぎに、実施例により、具体的な実施方法を説
明する。文中、部は重量部を表わす。 実施例 １ (i) 反応染料の中で、カラーインデツクスNo.リア
クチブレツド１１２を、まず、標準とする染料
および同一品目の試料染料の0.0025％の水溶液
を通常の分光光度計を用いて、可視波長領域の
吸光光度曲線を測定する（第５図の１および
２）。つぎに式(1)を用いて、同一品目の試料染
料の光学濃度が、標準とする染料の光学濃度に
一致させた吸光光度曲線を求める（第５図の
３）。第５図の１は標準とする染料、２は同一
品目の試料染料である。 ついで、標準とする染料の吸光度、および濃
度補正した同一品目の試料染料の吸光度を、式
(5)を用いいて透過率に変換する（第６図）。第
６図の１は標準とする染料、２は同一品目の試
料染料である。 これらの透過率を用いて、式(6)によつて、標
準とする染料および同一品目の試料染料につい
て、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求める。標準とする
染料の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚは Ｘ＝78.02 Ｙ＝64.02 Ｚ＝66.72 である。 同一品目の試料染料の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚ
は、 Ｘ＝78.11 Ｙ＝64.12 Ｚ＝66.68 である。 ついで、式(8)を用いて、等色差性表色系、例
えば、CIEが推奨した。CIE1976（L^*a^*b^*）表
色系に変換する。標準とする染料のL^*a^*b^*は、 L^*＝84.01 a^*＝37.57 b^*＝1.73 とる。同一品目の試料染料のL^*a^*b^*は、 L^*＝84.06 a^*＝37.54 b^*＝1.85 となる。 つぎに、この表色系より、式(9)を用いて、標
準とする染料に対する同一品目の試料染料の液
色色差を求めると、 色相差 0.13 鮮明度差 0.06 となる。 (ii) 他方、標準とする染料0.2部および同一品目
の染料の代表的試料を、標準とする染料と等し
い色濃度が得られる量0.14部（用いる代表的試
料染料によつて異なる）を、それぞれ200部の
水に溶解し、無水芒硝20部を加え、木綿10部を
加えて、50℃に昇温する。ついで、30分経過
後、無水炭酸ソーダ４部を加え、同温度で１時
間染色する。染色終了後、水洗、ソーピング、
乾燥を行なつて得られた、染色物の、標準とす
る染料に対する同一品目の染料の代表的試料の
染色色差を、色相差および彩度差または鮮明度
差として、染料染色差を求める。 次に、(i)に記載の方法により、標準とする染料
に対する同一品目の染料の代表的試料の液色色差
を、色相差、鮮明度差として、染料液色色差を求
める。 これらの染料染色色差および液色色差を用いい
て、回帰分析を行ない、液色色差に対する染料染
色色差の関係を回帰直線として求める。 （第７図） (i)で求めた、標準とする染料に対する同一品目
の試料染料の液色色差から回帰直線を用いて求め
た染色結果の予測値および実際染色して求めた試
料染色の染色色差を表１に記載する。

【表】 上記と同様にして、別の試料染料１−４を用い
て染色予測値を求めた結果を、実際の染色結果と
対比させて表２に示す。

【表】 以上の実験結果のように、上記方法によつて求
めた染色結果の予測値は（染色予測値）、実際に
染色して得られた値（染色結果）と非常に良い一
致を示した。 実施例 ２ (i) 水に難溶解あるいは不溶解性の染料である分
散染料の中で、カラーインデツクスNo.デイスパ
ーズ ブルー301において、まず標準とする染
料および同一品目の試料染料0.005部に80％ア
セトニトリルを加えて溶解して100部とした溶
液を通常の分光光度計を用いて、可視波長領域
の吸光光度曲線を測定する（第８図の１および
２）。第８図の１は標準とする染料、２は同一
品目の試料染料である。つづいてこれらの吸光
度を用いて、式(2)により、標準とする染料およ
び同一品目の試料染料の色濃度刺激値X′，Y′，
Z′および式(3)を用いて、全色濃度刺激値SQを
求める。標準とする染料の色濃度刺激値X′，
Y′，Z′および全色濃度刺激値SQは X′＝63.00 Y′＝63.00 Z′＝18.9 SQ＝144.91 である。同一品目の試料染料の色濃度刺激値
X′，Y′，Z′、および全色濃度刺激値SQは、 X′＝62.77 Y′＝62.91 Z′＝19.77 SQ＝145.45 である。つぎにこのSQ値を用いて、式(4)によ
り、標準とする染料と等しい色濃度になるよう
に調整された、同一品目の試料染料の吸光度を
求める（第８図の３）。 ついで、標準とする染料の吸光度、および濃
度補正した同一品目の試料染料の吸光度を、式
(5)を用いて透過率に変換する（第９図）。第９
図の１は標準とする染料、２は濃度調整された
同一品目の試料染料である。 これらの透過率を用いて、式(6)によつて、標
準とする染料および同一品目の試料染料につい
て、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求める。 標準とする染料の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚは Ｘ＝26.32 Ｙ＝27.55 Ｚ＝72.03 である。 同一品目の試料染料の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚ
は、 Ｘ＝26.32 Ｙ＝27.57 Ｚ＝70.80 である。 ついで、式(8)を用いて、等色差性表色系、例
えば、CIEが推奨した、CIE1976（L^*a^*b^*）表
色系に変換する。標準値とする染料のL^*a^*b^*
は、 L^*＝59.5 a^*＝0.82 b^*＝−44.92 である。試料染料のL^*a^*b^*は、 L^*＝59.522 a^*＝0.72 b^*＝−43.89 である。 次にこの表色系より、式(9)を用いて、標準と
する染料に対する同一品目の試料染料の液色色
差を求めると、 色相差 0.08 鮮明度差 1.03 である。 (ii) 一方、標準とする染料0.2部、および同一品
目の染料の代表的試料を、標準とする染料と等
しい色濃度が得られる量0.16部（用いる代表的
試料染料によつて異なる）を、それぞれ水300
部内に、ポリエステルスパン系10部と共に加
え、加圧下130℃で60分間染色する。染色後、
湯洗、還元洗浄、湯洗、乾燥を行なつて得られ
た、染色物の標準とする染料に対する同一品目
の染料の代表的試料の染色色差を、色相差およ
び彩度差または鮮明度差として、染料染色色差
を求める。 次に(i)に記載の方法により、標準とする染料に
対する同一品目の染料の代表的試料の液色色差
を、色相差、鮮明度差として、染料液色色差を求
める。 これらの染料染色色差および液色色差を用い
て、回帰分析を行ない、液色色差に対する染料染
色色差の関係を、回帰直線として求める。 (i)で求めた、標準とする染料に対する同一品目の
試料染料の液色色差から、回帰分析より求めた液
色色差と染色色差の関係式 染色色相差＝（液色色相差）×0.16 染色鮮明度差＝（液色鮮明度差）×0.28を用いて
求めた染色結果の予測値、および実際染色して求
めた試料染料の染色色差を表３に記載する。

【表】 上記と同様にして別の試料染料１−４を用いて
染色予測値を求めた結果を実際の染色結果と対比
させて表４に示す。

【表】 以上の実験結果のように、上記方法によつて求
めた染色結果の予測値は（染色予測値）、実際に
染色して得られた値（染色結果）と非常に良い一
致を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図、第５図、第８図は染料の吸光光度曲
線、第２図、第６図、第９図は染料の透過率曲
線、第３図はCIE1976L^*a^*b^*表色系の色度図、
第４−１図、第４−２図、第７図は液色色差と染
色色差との関係式を示したものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 染料の色彩特性を試験して、標準とする染料
   に対する同一品目の試料染料の色差を測定するに
   あたつて、 標準とする染料と、同一品目の染料の代表的
   試料の溶液をそれぞれ調製して、吸光光度曲線
   を測定する。つぎに、上記の標準とする染料
   と、同一品目の染料の上記代表的試料との光学
   濃度の比を用いて、上記の標準とする染料の光
   学濃度に一致させた、同一品目の染料の上記代
   表的試料の吸光光度曲線を求める。つぎに、上
   記の標準とする染料の吸光光度曲線、および上
   記の標準とする染料の光学濃度に一致させた、
   同一品目の染料の上記代表的試料の吸光光度曲
   線を、透過率曲線に変換して、上記の標準とす
   る染料および同一品目の染料の上記代表的試料
   の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚをそれぞれ求め、つい
   で、等色差表色系に変換する。この表色系にお
   ける色度差、明度差を求め、この色度差の中に
   含まれる色相差の成分を、染料溶液の色相差と
   し、また、明度差と色度差の中に含まれる彩度
   差との合成ベクトルを、染料溶液の鮮明度差と
   して上記の標準とする染料に対する、同一品目
   の染料の上記代表的試料の染料液色色差を求め
   る。 上記の標準とする染料と、同一品目の染料の
   上記代表的試料を用いてそれぞれ染色して得た
   染色物の上記の標準とする染料に対する同一品
   目の染料の上記代表的試料の染色色差から、色
   相差と彩度差または鮮明度差を求め、それをも
   つて染料染色色差とする。 統計的方法により、の染料液色色差と、
   の染料染色色差との関係を求める。 上記の標準とする染料に対する同一品目の試
   料染料の染料液色色差を、の方法と同様にし
   て、色相差、鮮明度差として、染料液色色差を
   求める。 の上記の標準とする染料に対する同一品目
   の上記試料染料の染料液色色差より、で求め
   たの染料液色色差と、の染料染色色差との
   関係を用いて上記の標準とする染料に対する同
   一品目の上記試料染料の染料染色色差を、予測
   することを特徴とする染料の色差測定方法。