Farbkonsistenz wird gesteuert, indem der Unterschied zwischen einer Referenzfarbe und der produzierten Farbe im CIELAB-Farbraum gemessen und auf die einzige Zahl Delta E (ΔE) reduziert wird; je kleiner die Zahl, desto besser die Übereinstimmung. Es gibt mehrere Methoden, Delta E zu berechnen (CIE76, CMC(2:1), CIEDE2000), und ohne zu wissen, welche verwendet wurde, hat ein Toleranzwert keine Aussagekraft. Eine Färberei misst die Farbe mit einem Spektralfotometer, bestätigt sie visuell in einer Normlichtkabine und überträgt sie konsistent von der Lab-Dip-Freigabe in die Massenproduktion.
Was ist der CIELAB-Farbraum und warum wird er verwendet?
CIELAB (L*a*b*) ist ein wahrnehmungsbezogen näherungsweise gleichabständiger Farbraum, der eine Farbe auf drei Achsen positioniert. Diese Achsen wandeln eine Farbe in numerische Koordinaten um:
- L* — Helligkeit (0 Schwarz, 100 Weiß).
- a* — Achse von Rot (+) bis Grün (−).
- b* — Achse von Gelb (+) bis Blau (−).
Dieselbe Farbe lässt sich auch in Zylinderkoordinaten ausdrücken: C* (Chroma, Sättigung/Lebhaftigkeit der Farbe) und h (Hue, Farbtonwinkel). Genau hier beginnt der Wert des Farbmanagements: Anstelle subjektiver Aussagen wie „etwas blauer" liegen Ziel und Muster jeweils auf einer L*a*b*-Koordinate, und der Unterschied dazwischen wird messbar.
Wie wird Delta E berechnet? Unterschied zwischen CIE76, CMC(2:1) und CIEDE2000
Delta E gibt den Gesamtunterschied zweier Farben an, doch die Methode zur Berechnung dieses Unterschieds hat sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt. Der entscheidende Punkt ist: Diese Methoden erzeugen keine austauschbaren Zahlen auf derselben Skala; bei der Angabe einer Toleranz muss auch die Formel genannt werden.
- CIE76 (ΔE*ab) — Die älteste Methode. Sie ist der einfache euklidische (resultierende) Abstand der Differenzen auf den CIELAB-Achsen (L*, a*, b*). Die Berechnung ist einfach, stimmt aber nicht in jedem Bereich mit der menschlichen Wahrnehmung überein; insbesondere bei gesättigten Farben kann sie größere Zahlen erzeugen als tatsächlich wahrgenommen werden.
- CIE94 und CMC(l:c) — Verbessern die wahrnehmungsbezogene Übereinstimmung, indem sie den Differenzen in Helligkeit, Chroma und Hue unterschiedliche Gewichtungen hinzufügen. CMC(l:c) wurde von der SDC (Society of Dyers and Colourists) entwickelt und 1995 als ISO-Standard anerkannt. In der klassischen Arbeitspferd-Variante der Textilbranche CMC(2:1) wird der Helligkeit die doppelte Toleranz des Chromas zugestanden (l=2 Helligkeit, c=1 Chroma); dies beruht auf der Logik, dass eine Helligkeitsabweichung im Stoff weniger störend ist als eine Tonabweichung.
- CIEDE2000 (ΔE00) — Gilt heute als der wahrnehmungsgenaueste Standard. Es ist kein euklidischer Abstand; zusätzlich zu den Gewichtungen für Helligkeit/Chroma/Hue enthält es Terme wie die Wechselwirkung zwischen Hue und Chroma sowie eine a*-Korrektur nahe neutraler Farben. Es ist insbesondere in den Bereichen von Blau und dunklen Farben so abgestimmt, dass es das der Augenwahrnehmung nächstkommende Ergebnis liefert.
Praktisches Ergebnis: Für dieselben zwei Farben liefern CIE76 und CIEDE2000 unterschiedliche Zahlen. Deshalb muss ein Labor, wenn es „ΔE 1,0" angibt, auch nennen, welche Formel es verwendet hat (z. B. CMC(2:1) oder CIEDE2000); andernfalls ist der Wert nicht vergleichbar. Zum Zusammenhang von Delta E mit Echtheitsprüfungen siehe die Seite Farbechtheit und Delta E.
Was bedeutet ein Delta-E-Wert? Interpretation der visuellen Schwelle
Delta E ist eine Zahl; was sie „gut" oder „schlecht" macht, ist, wie diese Zahl vom menschlichen Auge wahrgenommen wird. Die folgende Tabelle fasst die bei geschulten Beobachtern üblicherweise verwendeten Bereiche visueller Schwellenwerte zusammen. Diese Bereiche sind eine allgemeine Referenz; je nach Produkt, Kunde und Farbbereich kann das Akzeptanzkriterium strenger ausfallen.
| Delta-E-Bereich | Visuelle Wahrnehmung | Typische Interpretation in der Textilbranche |
|---|---|---|
| <= 1 | Für die meisten Augen nicht wahrnehmbar | Strenges Farbziel; nebeneinandergelegt ist kein Unterschied erkennbar |
| 1 - 2 | Nur das geschulte Auge unterscheidet | Unter kontrollierten Bedingungen erkennbar, in den meisten Anwendungen akzeptabel |
| 2 - 3,5 | Bei genauem Hinsehen deutlicher Unterschied | Grenze der kommerziellen Akzeptanz; je nach Produkt/Kunde Annahme oder Ablehnung |
| > 5 | Deutlich abweichende Farbwahrnehmung | Gilt als andere Farbe; in der Regel Ablehnung / Neufärbung |
Warum werden diese Schwellenwerte nicht als absolute Werte, sondern als Bereiche angegeben? Weil die Wahrnehmung vom Farbbereich und vom Beobachter abhängt; derselbe ΔE-Wert kann in einem hellen Pastellton unbemerkt bleiben, während er in einem dunklen Ton sichtbar wird. Formeln wie CIEDE2000 fügen genau aus diesem Grund Gewichtungsterme hinzu.
Was ist Metamerie und warum werden mehrere Lichtarten benötigt?
Metamerie ist, wenn zwei Muster unter einer Lichtart übereinstimmen, aber unter einer anderen Lichtart nicht zusammenpassen. Dies ist der Punkt, an dem das Farbmanagement am häufigsten versagt, wenn die Beobachtungsbedingung nicht kontrolliert wird. Beim Vergleich zweier Farben müssen zwei Dinge festgelegt werden:
- Lichtart (Lichtquelle): Es werden CIE-Normlichtarten verwendet — D65 (Tageslicht), A (Glühlampe/Wolfram), F2 (Leuchtstofflampe). Die Muster werden unter diesen Quellen jeweils einzeln geprüft.
- Beobachter: Es wird ein Normbeobachterwinkel von 2 Grad oder 10 Grad gewählt; für ein kleines und ein großes Gesichtsfeld ergeben sich unterschiedliche Farbwerte.
Deshalb erfolgen Freigabe und Kontrolle in der Normlichtkabine und unter mehreren Lichtarten: Wenn ein unter D65 übereinstimmendes Muster unter Lichtart A abweicht, ist die Übereinstimmung metamer und verursacht in der Praxis Probleme. Die sichere Lösung der Metamerie besteht darin, in Referenz und Produktion dieselben Farbstoffe zu verwenden; wenn dieselbe Farbe mit einer anderen Farbstoffkombination erzielt wird, ist das Metamerierisiko am höchsten. Zum Zusammenhang der Farbstoffwahl mit Farbe und Faserbindung siehe die Seite Reaktiv- und Dispersionsfärbung.
Wie wird die Lab-Dip-Freigabe in die Massenproduktion übertragen?
Die Farbe wird zunächst im kleinen Maßstab (Lab-Dip) freigegeben und dann in die Massenproduktion überführt; die eigentliche Schwierigkeit besteht darin, dieselbe Farbe über diese beiden Maßstäbe hinweg zu bewahren. Ein im Lab-Dip freigegebenes Rezept liefert möglicherweise nicht genau dasselbe Ergebnis, wenn sich Stofftyp, Flächengewicht, Maschine und Prozessparameter ändern; deshalb werden auch die Partien der Massenproduktion mittels Delta E gegen den Standard gemessen. Einzelheiten zum Lab-Dip-Ablauf finden Sie auf der Seite Lab-Dip-Freigabeprozess.
Farbabweichungen in der Massenproduktion zeigen sich in zwei typischen Mustern und werden durch Messung erfasst:
- Tailing (Anfang-Ende-Differenz): Eine Farbverschiebung zwischen Anfang und Ende über einen Stoffballen oder eine Partie hinweg. Bei kontinuierlichen Prozessen wird sie durch Überwachung des ΔE zwischen Anfang und Ende festgestellt.
- Listing (Kante-Mitte-/Kante-Kante-Differenz): Über die Breite des Stoffes ein Farbunterschied zwischen den Kanten und der Mitte oder zwischen den beiden Kanten. Wird durch Messungen an mehreren Punkten über die Breite kontrolliert.
Diese Abweichungen früh zu erkennen ermöglicht es, den Farbfehler zu korrigieren, bevor er in die nachfolgende Zuschnitt- und Nähphase weitergetragen wird. Farbkonsistenz wird zusammen mit anderen Qualitätsparametern wie der Maßstabilität überwacht; zu den zugehörigen Themen können Sie die Seiten Echtheitsprüfungen (ISO und AATCC) und Maßstabilität und Spiralität einsehen.
Was bedeutet das DeltaE < 1 Ziel von KARCEM?
Das von KARCEM angegebene Farbkontrollziel DeltaE < 1 zielt darauf ab, dass die produzierte Farbe der Referenzfarbe so nahe kommt, dass sie nebeneinandergelegt für die meisten Augen nicht unterscheidbar ist; in der obigen Schwellenwerttabelle entspricht dies dem Bereich „nicht wahrnehmbar". Dieses Ziel steht nicht für eine punktuelle Messung, sondern für eine Kontrolldisziplin: ein vom Lab-Dip bis zur Massenproduktion konsistentes Rezept, die Kontrolle mehrerer Lichtarten in der Normlichtkabine sowie die Bewahrung der Farbhomogenität der Partie durch Anfang-Ende- (Tailing) und Kanten- (Listing) Messungen. In einem koordinierten Lohnnetzwerk erleichtert es die Tatsache, dass ein Ansprechpartner Stricken (eigenes Werk), Färben, Drucken und Veredeln aus einer Hand steuert, die Quelle der Farbabweichung innerhalb des Prozesses zu verfolgen und zu korrigieren, anstatt sie in der Lieferkette zu suchen. Zum Vorteil dieser Koordination siehe die Seite Vorteil des koordinierten Lohn-Netzwerks.