顏色學(xué)與配色學(xué).doc

顏色學(xué)與配色學(xué)顏色學(xué)基礎(chǔ) 1、顏色的基本概念 1.1什么是顏色 定義：顏色是光作用于物體上面，物體選擇性吸收后，剩余的光反射到人眼，人眼視覺神經(jīng)受到這一定波長和強度的可見光刺激而引起的心理反映。 人眼所能感受到的光（電磁波稱為可見光visuallight） Newten證明白光由所有可見光譜色構(gòu)成，見圖，所有可見光的波長及范圍見表1。 顏色 波長，nm 范圍，nm 顏色 波長，nm 范圍，nm 紅 700 640-750 綠 510 480-550 橙 620 600-640 藍 470 450-480 黃 580 550-600 紫 420 400-450 1.2顏色的產(chǎn)生 物體顏色就是它對照射它的光進行選擇性吸收后，所反射或透射的光的顏色。一般呈現(xiàn)顏色的物體都是非發(fā)光物體，非發(fā)光物體產(chǎn)生顏色有三個要素，即發(fā)光的物體（光源），反射或吸收光的物體（非發(fā)光物體），以及觀察者（人眼）。其中非發(fā)光體包括自然界中絕大部分物體，也包括油漆、油墨等涂料。非發(fā)光體呈現(xiàn)顏色的三要素。光源觀察者 顏色物體不同顏色物體對光選擇性吸收后，其反射或投射的可見光在可見光全波長范圍內(nèi)。 - 光源： 光源可以用它的光譜功率分布（spectraldfficalydistribution）來表示。為了統(tǒng)一顏色標(biāo)準(zhǔn)，國際照明委員會，規(guī)定了四個標(biāo)準(zhǔn)照明體（Illuminat）。他們的光譜、功率分布見個圖3。 A：標(biāo)準(zhǔn)照明體A代表標(biāo)準(zhǔn)色溫為2856K完全輻射體的光，近似鎢絲燈光。 B：標(biāo)準(zhǔn)照明體B代表標(biāo)準(zhǔn)色溫為4874K直射陽光，相當(dāng)于平均中午陽光。 C：標(biāo)準(zhǔn)照明體C代表標(biāo)準(zhǔn)色溫為6774K平均日光，近似于陰天天空的日光。 D65：標(biāo)準(zhǔn)照明體D65代表標(biāo)準(zhǔn)色溫為6504K的日光時期。 色溫（colourtemperature）：一個光源的色溫是黑體（Blackbody）發(fā)出與光源相同光譜時黑體所應(yīng)具有的溫度。 非發(fā)光物體呈色：物體在一定光照射下產(chǎn)生透射、吸收和反射由其光學(xué)特性所決定，常用波長反射系數(shù)曲線表示。 -觀察者：通常為眼睛+大腦（Eye+Brain），人眼的視網(wǎng)膜上的桿狀細胞對光的亮度很敏感，感受光的亮度，而錐型細胞則對光的顏色很敏感，感受光的顏色，人眼視網(wǎng)膜上有三種錐型纖維細胞，分別對紅、綠、藍光敏感，人眼所看到的任一顏色，都是光引起這三種錐形細胞一定程度的興奮所合成的。見圖5 眼睛對光的敏感性依賴于光的波長，在在可見光全波長范圍內(nèi)中555nm（黃綠光）最大。而其他光電管的光敏感特性與眼睛差別很大，見圖6 眼睛看到物體的全過程見圖7，一個物體顏色的呈現(xiàn)，首先得有光源，光照射到物體的表面，部分分子吸收光波中某一特定波長（顏色）的光得到的能量，引起分子躍進遷，使物體呈現(xiàn)被吸收的波長顏色的補色。某一特定物質(zhì)，其分子躍進的能量與其能級相關(guān)，因而某一特定物質(zhì)吸收的能量級特定的，顏色也是特定的。 條件配色（Metamerism） -定義：兩表面的顏色在一組觀察條件下相似，而在另一觀察條件下不同的現(xiàn)象，稱為條件配色，配色一對樣品反射曲線見圖8。 常見的配色條件有：不同的照明體（四種標(biāo)準(zhǔn)照明體見圖3）、不同的觀察者、不同的物體面積大小，不同的視覺。 1.3顏色的三原性：色調(diào)（Hue）：是顏色之間區(qū)別的特性，由色光的主波長決定。明度（Lightless）：人眼對顏色明暗程度的感覺。彩度（Chroma）：顏色純度的感覺，故又稱“飽和度”。 人眼對色調(diào)的分辨力與光的波長有關(guān)，人眼在感受可見光全波長范圍不同色光的敏感度是有差異的，如圖8，人眼對黃綠光波長區(qū)最敏感，人眼感受該段波長的光比較舒服。2顏色的混合 2.1顏色混合的規(guī)律 同色異譜：物體顏色與反射（透射）光的光譜功率分布有關(guān)，但不是一一對應(yīng)的，這造成光譜分布不同的許多光也能引起人眼同樣的色感。同色異譜現(xiàn)象是人眼的分辨能力低造成的（見圖10），同色異譜使得調(diào)色變得容易。三原色（ThreeprimaryColours）：任何色光可以通過不多于三個適當(dāng)?shù)脑?，按一定比例混合得到，三原色是相互獨立的，即其中任一原色不能由另兩個原色混合產(chǎn)生。 顏色混合三規(guī)律： 補色律：顏色A+顏色A的補色=白色 中間色律：任何兩個非補色混合=中間色 代替律：如：顏色A=顏色B；顏色C=顏色D； 則：顏色A+顏色C=顏色B+顏色D 2.2加色法（AdditiveColourMixture）色光混合法 定義：用兩種或兩種以上的色光采取直間混合或間接混合方法合成新的色光的方法。 色光三原色：CIE規(guī)定；紅光（700nm）、綠光（546nm）、藍光435.8nm 2.3減色法（SubtractiveColourMixture）色料混合法 定義：根據(jù)白光是復(fù)色光和色料有選擇性吸收色光的特點，用兩種或兩種以上的色料吸收掉白光中不同的色光，從而得到所需要的顏色的方法。顏料三原色、青、品紅、黃、分別是光的三原色紅、綠、藍的補色。圖12用兩促顏色調(diào)復(fù)色的過程圖，顏色A與顏色B合成顏色C的反射曲線顯示：顏色C的反射峰低于顏色A、B墊加，顏色的減色混合不同于光的加色混合，顏料混合后吸收增多，反射減少，暗度增加，而光混合反射峰增高，光的亮度增加。 涂料影響涂膜顏色的幾種因素 涂料的透明度 涂料的顆粒細度 耐光性 耐溶劑性和化學(xué)穩(wěn)定性 加色法與減色法比較表 混合法 比較項目 加色法 減色法 原色 色光 色料 原色色相 紅、綠、藍 R、G、B 品紅、黃、青 M、Y、C 原色與色譜關(guān)系 每一原色僅輻射一個光譜區(qū)色光 每一原色吸收一個光譜區(qū)色光，反射兩個光譜區(qū)色光 顏色混合時色彩的基本變化規(guī)律 紅+綠=黃 藍+紅=品紅 綠+藍=青 紅+綠+藍=白 品紅+黃=紅 品紅+青=藍 黃+青=綠 品紅+黃+青=黑 混合效果 光源直間混合新顏色的亮度為各混合光的亮度和，顏色飽和，新顏色的亮度為各原色亮度的平均勻值，顏色不飽和。 兩原色疊合新顏色的亮度降低，彩度降低。 成色方法 1、視覺器官以外加色混合 2、視覺器官以內(nèi)加色混合 （1）靜態(tài)色彩加色混合 （2）動態(tài)色彩加色混合 疊合成色法 混合成色法 網(wǎng)點成色法用途 顏色的測量和匹配； 彩色電視； 劇場照明 對彩色原稿的分色； 彩色印刷； 顏色混合。 3顏色的表示 顏色三刺激值（Tristimulus）；在確定的光源和視覺（100），匹配出某一特定顏色所需要的三個飽和原色（X）、（Y）、（Z）的數(shù)量。 F=X（x）+Y（y）+Z（z） CIEXYZ系統(tǒng) 任一顏色可以用其三刺激值來表示，更直觀在色相圖13中表示，顏色點靠近色相圖中光源（E），其顏色飽和度越低，而靠近光譜帶位置的顏色飽和度高、純度大。顏色的色度坐標(biāo)表示為x、y、z： x=X/(X+Y+Z)，y=Y/(X+Y+Z)，z=Z/(X+Y+Z)， 1976CIElab系統(tǒng) 為了使顏色空間更符合視覺觀察差異，CIE通過一系列轉(zhuǎn)換x、y、z變成a、b、L或C、h、L來描述顏色的色調(diào)和彩度。其中a、b為直覺坐標(biāo)，C、h為極坐標(biāo)，L（lightness）表示顏色的明度。 C=a2b2h=arctan(b/a) 色差（Colourdifferdnce） CIE-Lab顏色空間是一個均勻的顏色空間(見圖14)，空間中兩端的坐標(biāo)點直線距離，直線與人眼感覺到的兩個樣品的顏色差別相關(guān)。 a=a1a2 b=b1b2 L=L1L2 總色差：E=（a2b2L2）1/2 彩色差C2和色調(diào)差：C=a12b12a22b22 H=E2L2C2 帶機算計的色度計可以直間測出樣品的三刺激值，然后標(biāo)出樣品顏色的參數(shù)a、b、L，或c、h，并給出色差E。 允許的色差范圍與樣品的顏色有關(guān)，一般人眼能感覺到的淺色調(diào)色差值大（如黃色等），深色調(diào)色差值?。ㄋ{色或黑色）。 明度差：L=L1L2 配色（ColourMatching） 配色的基本過程 配色的概念： 用色彩的基本顏色（或簡單的顏色），根據(jù)生產(chǎn)或用戶的需要以適當(dāng)?shù)谋壤旌显谝黄?，配制成一種復(fù)合的混合色叫配色。 顏色的三屬性：分別為色相、亮度、純度 色相是由其反射光的主波長決定的，是顏色的最基本性質(zhì)，是各種不同顏色之間的區(qū)別。亮度是反映某種色彩我明亮度。色彩的亮度有兩中含義：一是顏色本身的亮度，二是同一色調(diào)的物體由于受光的強弱不同，反射光量不同，產(chǎn)生了各種不同的明暗層次。純度是反映同一色調(diào)顏色的純粹程度。 配色所需具備的條件： 要取得好的色彩混合，熟練、準(zhǔn)確地配出符合要求的涂料顏色來，除了要了解色彩的性質(zhì)，還要掌握涂料顏色和配色方法的基本知識，具備以下條件： 熟悉對涂料色漿性能與顏色分析 顏色的保色性取決于顏料本身的耐光耐候性，通常無機顏料的耐光性、耐溶劑性、耐遷移性、遮蓋力優(yōu)于有機顏料，但色澤不如有機顏料鮮艷，著色力相對較低，耐化學(xué)性不如有機顏料。有機顏料中單偶氮型如黃（PY1、PY3、PY74、PY97），橙（PO5），紅（PR112、PR170）等分子量小，耐候性一般，顏色鮮艷，著色力強，價格便宜，只用于內(nèi)墻，或深色漆?？s合型偶氮如喹丫啶酮、蒽醌酮、DPP紅/橙顏料等、以及酞青顏料等，分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有較好的耐光、耐候性、耐遷移性，價格貴，戶外耐久性可以氧化鐵顏料相媲美。碳黑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，著色力強，耐候性好。目前建筑涂料生產(chǎn)廠商多選用商品色漿，以便節(jié)省成本，市售色漿分內(nèi)墻專用和內(nèi)外墻通用色漿，原則上講內(nèi)墻色漿不宜用于外墻，因顏料化學(xué)、晶體結(jié)構(gòu)不適宜外墻，色牢度差，并且在色漿制備中潤濕分散劑也選用了不抗水的分散劑，使得色漿供應(yīng)商為了節(jié)約成本，在內(nèi)外墻通用色漿(無機氧化鐵、氧化鈦系列)的制備中選用了廉價的如丙烯酸鈉鹽類分散劑，并非采用色漿專用分散劑(如Hydropalat3275)、或疏水性強的丙烯酸鹽類分散劑，導(dǎo)致涂膜抗水性、保色性差。其實這種色漿很容易區(qū)分，純用親水分散劑制備的色漿在外墻調(diào)色時，因顏料粒子表面未做疏水處理，色漿過于親水，而外墻白色基礎(chǔ)漆制備使用了疏水分散劑(如Hydropalat100)對顏填料粒子進行了部分或全部的疏水處理，結(jié)果色漿親水性大于白色外墻基礎(chǔ)漆，調(diào)色時表現(xiàn)為罐內(nèi)浮白色現(xiàn)象。而且Hydropalat3275等專用色漿分散劑或疏水的丙烯酸鹽類分散劑制備的色漿因其親油，使得顏料粒子的表面得以改性為疏水，其疏水程度大于外墻白色基礎(chǔ)漆，因而在調(diào)外墻色漆時，罐內(nèi)一般表面為浮色漿的現(xiàn)象。選擇色漿時要自己實驗對內(nèi)外墻通用的無機色漿要進行疏水/親水評價，保證涂膜質(zhì)量。顏色色相：對于任何一個色漿，要善于看出其中所帶的顏色成分(也可以叫做色相)。仔細參照演色稿，分析對同一色調(diào)的不同色漿，鑒別它們之間的不同差異，對每一個色漿的色相、亮度、純度形成一個基本概念。 熟悉對色樣的顏色分析 對于色樣(既需要按照色樣拼制的樣品)，主要也是估計色樣所帶的色相，以便決定用什么色相的色漿來配制，估計色漿之間配合的大致比例。從而提高配色效率。 了解施工條件 不同的施工方式，不同的涂料品種、粘度，不同的涂層厚度，以及不同的基材對涂層的色相均有影響，另外色樣的干、濕狀態(tài)，其色相差別很大，在調(diào)色時，最好用同樣的基材，在相同的條件下來配色。 調(diào)色 調(diào)色三定律人們在復(fù)制自然界的各種顏色是利用顏色的同色異譜現(xiàn)象、人眼的分別能力差進行顏色復(fù)配的，調(diào)色最常使用的是三個調(diào)色定律，與色光的三定律一致，即補色律、中間色律、替換律。參照圖十二色環(huán)圖(每條直線兩端的顏色互為補色) 補色律：顏色A顏色A的補色=黑色 中間色律：任何兩個非補色混合=中間色代替律：如：顏色A=顏色B；顏色C=顏色D 則：顏色A顏色C=顏色B顏色D 使用補色律，例如色相中較少的黑度可以使用補色調(diào)黑，這樣較使用黑色安全，因黑色太敏感，同樣也可以使用中間色律來合成調(diào)黑。中間色律的使用，在十二色環(huán)圖中，距離較遠的任何兩個非補色混合的顏色較距離近的任意兩個非補色混合，其復(fù)制的顏色色相(主波長相)一致，但飽和度不一樣，后者飽和度高，顏色干凈鮮艷。代替律的使用，可以綜合利用原材料的性能，控制成本。因為顏料用鈦白沖淡，不同的沖淡比例，其顏色耐候性、耐光性降低級數(shù)不一樣，沖淡越多、耐候、耐光性越差。因而，在淺色外墻漆中有機色漿選用耐候性好，色牢度高的色漿，以保證較好的保色性。而在深色、中色外墻漆中，可以適當(dāng)選用成本低、色牢度一般的色種調(diào)色，以控制成本，同樣可以獲得良好的耐候耐光性。 五、配色的過程： 1、選擇適當(dāng)?shù)纳N，初步確定配制的比例； 2、確定模擬的施工工具、粘度、底材； 3、精確記錄每次添加色種的量，認(rèn)真按序區(qū)分稿樣，以做對比依據(jù)； 4、確定數(shù)據(jù)，并估計誤差，整理出配方； 5、所調(diào)好的漆樣作為標(biāo)樣，收藏好，以便生產(chǎn)QC樣色時，作為標(biāo)準(zhǔn)使用。 六、成品的終端檢測QC： 按配方生產(chǎn)好的成品，在包裝之前，要進行產(chǎn)品的性能檢測QC(EndTest)，色漆就要進行顏色QC，杜絕不合格產(chǎn)品出廠。調(diào)色QC按如下步驟進行： 1、標(biāo)準(zhǔn)樣與生產(chǎn)樣在攪拌均勻后，各取少量基材上，面對面(SidebySide)見圖，用一定膜厚的涂布器涂布成膜，比較兩涂膜在分界處是否有色差。合格產(chǎn)品是沒有分界線； 2、比較分析兩漆膜的色相差，對生產(chǎn)的產(chǎn)品進行微調(diào)整；3、如果色差小，不很明顯，可以直間在生產(chǎn)的漆罐中調(diào)整； 4、如果色差大，非常明顯，則可以取生產(chǎn)小樣，進行調(diào)整，記錄所添加的色種種類和量，整理出調(diào)整配方，再在生產(chǎn)漆罐中調(diào)整，直到合格。 七、調(diào)色和QC中應(yīng)注意的問題： 1、調(diào)色所有的色種盡可能少，不要超過五種，最好在三種以下，以便生產(chǎn)QC時分色容易方便； 2、使用中間色律配色，兩非補色色種越近，則所配色顏色顏色越干凈。而兩非補色越遠，則所配的顏色越臟； 3、調(diào)配很臟的顏色時，加黑色太敏感，不好控制，加其補色則好控制，且配出的顏色一樣臟； 4、在彩色配色時，添加白色，會使顏色變得很臟，即彩色的彩度(飽和度)下降； 5、在QC時，如果色樣顏色很深、很臟，則面對面打板時，涂層要盡