皮革染色技術に新たな局面をもたらす分光光度法とは？

革の染色は科学であり芸術でもある。画像ソースUnsplash ユーザー Radek Skrzypczak

革細工は人類最古の、そして最も一貫した芸術形態のひとつであり、動物の皮を柔軟で丈夫な素材に変えることを可能にしたなめし工程の開発から始まった。革細工の方法が広がり、美的な操作の幅広い可能性が含まれるようになると、革は実用性だけでなくその外観でも珍重されるようになり、やがて靴から道具、調度品、美術品に至るまで、あらゆるものに使われるようになった。天然染料に代わる、より強力で費用対効果の高い合成染料が導入されて以来、革製品は今や事実上の虹色で製造できるようになり、こだわりのある消費者のニーズに応えられるようになった。今日、最新の分光光度計は皮革製造業者に現在利用可能な最高レベルの色品質管理を提供し、より一貫した正確な皮革染色の可能性を広げる新技術の評価において重要な役割を果たしている。

コンピューターによるレシピ予測は、皮革染色技術の一貫性を向上させ、バッチ間の色合わせを容易にし、単一製品内の異種皮革のシームレスな統合を可能にしている。画像ソースUnsplashユーザーのSean DuBois氏

予測可能な皮革染色技術に向けて

最近まで、皮革染色はまだ比較的専門的で、予測不可能で、高価であり、染料の幅広い選択だけでなく、望ましい染料挙動と色相の両方を達成するための慎重な調合を必要としていた。しかしここ数十年で、研究者たちは革の染色技術に現代的な色彩理論を応用することで、染色の容易性、一貫性、経済性を高める新技術を開発した。三色染色とコンピューターによるレシピ予測を組み合わせることで、染色家はたった3つの主染料を使って事実上どんな色でも作ることができるようになり、材料費と人件費の両方を削減しながら品質管理を向上させることができるようになった。アロイス・G・プンテナーはこう述べている：

新しい染色原理を一貫して適用することで、経済的なメリットは計り知れない。わずか数種類の染料で豊富な色調のパレットをカバーすることができ、染色家があまり多くの種類の染料とその特性に精通する必要がなくなるという特典もある。これにより、レシピ予測のための実験室コストだけでなく、染料の保管コストも削減できる。さらに、コンピューター制御の分注装置を使用することで、エラーや不正確さが発生する確率を大幅に抑えることができる。1

コンピューターによるレシピ予測とは、「与えられた着色料のレシピから分光反射率（そして最終的には色）を予測すること」である。分光光度計により、染色家は実験室環境や生産ラインでの高度なスペクトル分析を通じて、これらの予測の正確性を確認することができます。今日の多目的な分光光度計は、RSEXモードとRSINモードの両方で正確な測定値を出すことができる一方、高さ測定機能を統合しているため、色と外観の両方を分析する柔軟性をオペレーターに与えながら、さまざまな天然および人工の風合いを持つ革の評価に理想的です。このように、コンピュータのレシピ予測と高度な比色技術を組み合わせることは、品質保証への最良の道を提供します。

人工ニューラルネットワークは、皮革染色に新たな道を開き、斬新な革製品から古くから使われている革製品まで、正確な色付けを可能にしている。画像ソースPexels ユーザー Kai Oberhäuser

カラーレシピ予測への人工ニューラルネットワークの応用

2 このモデルは、一貫性があり、費用対効果の高い商業規模の皮革染色の機会を大幅に拡大しましたが、すべての状況に適用することはできません。そのため、研究者たちは、K-M理論の限界を克服し、皮革染色処方を強化するために、人工ニューラルネットワーク（ANN）をカラーレシピ予測に適用する実験を行っています。

ANNは生物学的プロセスをモデルにしており、時間の経過とともに学習するように設計されている。ダービー大学カラー＆イメージング研究所のスティーブン・ウェストランド氏は、これらの強力なツールを取り入れることで、皮革製造業界は、複雑なサンプル調製の必要性をなくしながら、より高度な制御が可能になると考えている。3 スペクトルデータから、ANNは正確な色予測が可能であり、実際、K-Mモデルよりも優れていることが明らかになった。

皮革染色に特化した同様の研究が昨年Coloration Technologyに掲載され、ANNがK-Mベースの予測よりも優れた性能を発揮することが確認された。チェンナイにあるCentral Leather Research InstituteとBSA Universityの研究者は、RSEXモードでd/8°装置を用いて分析したサンプルを平均化することで、ANNが「より信頼性が高く、一貫性のある結果...特に革のような、歴史的に予測不能になりがちな基材の場合」をもたらすことを発見した。しかし、両研究とも、「K-Mモデルを凌駕するためには、ANNはより多くのトレーニング・サンプルを必要とする」と指摘しており、これは、小バッチの皮革染色や、頻繁に色の切り替えを行う製造業者での使用を制限するものである。

ハンターラボの革新

ハンターラボの分光光度計は、その並外れた精度、精密さ、柔軟性で業界内でも有名です。携帯型、卓上型、インライン型など、幅広いラインナップの中からお選びいただけるため、研究者や皮革メーカーがラボや工場の現場で、新しい染色技術や既存の染色技術を評価するのに必要なツールが揃っています。洗練されたソフトウェア・パッケージと組み合わせて使用することで、カラーデータの収集、表示、解釈が可能になり、スペクトル情報をプロセス変数に簡単に関連付けることができ、意味のある分析にほぼ無限の可能性を提供します。当社の製品ラインアップ、ワールドクラスのカスタマーサポートサービス、および完全なカラー品質管理を達成するための当社のサポート方法について詳しくは、当社までお問い合わせください。