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塑料配色色彩学


塑胶配色色彩学

2011.04.19

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内容大纲
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色彩三要素-光、物体、观察者 CIE标准观测者 色彩三属性、色空间 色彩的混合 Munsell色彩系统、Ostwald色彩系统 色差、色度图、色变现象 色料 色料在塑胶应用上的特性 染料和颜

料特性比较 无机颜料和有机颜料特性比较

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色彩三要素
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照射物体,其反射或透射光之光谱组成则被 改变 刺激视神经传至大脑,而产生色彩之感觉 接受光之照射,将其中之部份波长吸收,因 而改变光谱组成 将反射、散射或透射,而传播出去 接收光,分析其光谱组成(眼睛/分光仪)转换 成色彩(人脑/计算机)

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物体
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观察者—人/仪器
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如图所示,光线照射物体(苹果),由于果皮上的 细胞吸收了部分波长,使得发散出去的光线呈 现红色。当眼睛接触到此光线,将此讯息传入 脑中,因而认为苹果是红色的。若眼睛直视光 源,则认为光源是白色的。

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色彩三要素-光
可见光:人眼所能感受到的电磁波,其波长范围在380nm~770nm  名  称  波长范围(nm) 补 色  红外线(infrared) 无 >770  红  (red) 630~750 青绿  橙  (orange) 595~630 青  黄  (yellow) 蓝 560~595  绿  (green) 490~560 红紫  蓝  (blue) 435~490 黄  紫  (violet) 黄绿 400~435  紫外线(ultrviolet) <380 无
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色彩三要素-光源
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光源:在日常生活中,最常接触的是日光、日光灯、钨丝灯。但由于这些天 然光源并不稳定,并不适于作为配色之参考标准,有鉴于此,国际照明委员会 (CIE)制订了一组标准光,源如下表所列: 光源
A B(较罕用) C(较罕用) D65 Macbeth 7500 K F11 F2
0

说    明
钨丝灯泡所产生之光 钨丝灯光经滤镜所得之光 ,近似之正午之阳光 钨丝灯光经滤镜所得之光 ,近似北方仰角 450白云呈现 之光色,由于缺少紫外线之定义 ,现已逐渐被D65所取代 经滤镜合成之照明体 ,近似日光,并不实际存在 钨丝灯光经玻璃过滤所得之光 ,近似北方天空日光 TL84型日光灯管所生之光 CWF型日光灯管所生之光

色温( K)
0

2854 4800 6750 6500 7500 4000 4230
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色彩三要素-物体
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透射:当光照射到物体时,若物体为透明,则光波可穿透而过。 散射:光在介质中,若遇到粒子,则会改变方向。其转角则有关于(1) 粒子颗粒的大小、及(2)粒子与介质之相对折射率。 吸收:分吸收部分可见光波长之光能,转化为分子振动之能,而以较 低能量之光波释出。分子振动能的范围通常在红外线,为人眼所不 能感觉,而其余波长则仍可为人眼接收。 荧光:原理与吸收相同,但吸收之范围在紫外线区或低波长之可见光 区,而释出范围在可见光区,因而增加人眼所感受到的光线强度。

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色彩三要素-物体
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反射:当光照射到物体时,若物体为不透明或半透明,则光波改变方向。由于 表面粗糙度,可分为下述二类:
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镜面反射:对于光滑平面 ,其反射方向相当一致。其反射光称为光泽。 扩散反射:对于粗糙平面 ,光泽消失,反射光则向各方向扩散。

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色彩三要素-观察者
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眼睛是人类接收光的器官,而将眼睛传入讯号转成色彩则是脑。 在眼球内部之视膜上,分布有杆状体及锥状体,系人体内侦测光线的明暗及 色彩的细胞。 ? 杆状体:分布较广,主要为判别明暗,但无法判别色彩。 ? 锥状体:大多集中在黄斑附近,主要为判别色彩,但在昏暗的状态下则无 作用,故人在黑暗中仅能分辨黑白。 仪器:使用最广的测色仪器是分光仪。其构造主要分成四部份:光源、单波 器、侦测器、记录器。

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CIE标准观测者
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CIE标准观测者:于1931年采用67人的色彩感觉之测量平均值,称之为标准 观测者。其测量装置如下图所示。此一装置为一黑箱,内有一白色荧幕,在 中央有一隔板。此荧幕正好对眼睛成20为视角(小面积判色法) 。在1964 年,为了因应大面积测色上之需要, CIE又制订了以100为视角的标准观测值 (大面积判色法) 。
R:700nm G:546nm B:436nm

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色彩三属性
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如果将所有色彩装在一个空间里,则每一个颜色均独立占有自己一个位置, 可以以XYZ立体坐标表示之。 在CIExyz色彩系统中之色彩三属性: ? 色相:Hue 明亮度:Value or Lightness ? ? 彩度:Chroma or Saturation 一般以Lab值表示色彩之三维空间:
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L*:Lightness明亮度 a*:green / red axis 红/绿 轴 b*:blue / yellow axis 黄/蓝 轴

CIELAB色彩系统
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色空间
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暖色系及寒色系

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色立体概念图

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色彩的混合
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加法混色:色光之混合,是将各色光之能量相加,因而眼睛所感受到的是一 个加成的光谱。
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色光三原色:红(R) 、绿(G) 、蓝(B)

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互补色:若两个色光之混合为白色,则此二色光为互补色。而在色度图上, 此二色光之连线通过光源点。

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色彩的混合
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减法混色:色料是将入射光中的部份波长吸收,故色料的混合所造成的光 谱中,失去的波长乃是由各色料吸收。
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色料三原色:蓝绿(CYAN) 、洋红(MAGENTA) 、黄(YELLOW)

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Munsell色彩系统
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这是由美国的一位美术老师所创建,描述色彩以H V/C之记号表示之,H为色 相(Hue)、V为明度(Value)、C为彩度(Chroma)。色相环分为五种主色相: 红(R)、黄(Y)、绿(G)、蓝(B)、紫(P),及其中间色相:黄红(YR)、绿黄(GY) 、蓝绿(BG)、紫蓝(PB)、红紫(RP)。每一色相由1至10又区分为十色,共计 有100种色相。

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Munsell色彩系统
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5Y 8/14? 5Y 4/6?
亮度

9.5 9

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8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 4 6 8 10 12 14

饱和度

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Ostwald色彩系统
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这是由德国化学家于1923年所发表,着重于颜料之混合。色彩标示为色彩 、白、黑成分之代号。主要色相分8种主色:黄(Y)、橙(O)、红(R)、紫(P) 、海蓝(UB)、蓝绿(T)、海绿(SG)、叶绿(LG)。每一主色相又分为三种色 相,共计有24种色相。

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色差
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色差之定义:当二色样在色彩空间之接近到某个程度,人眼无法分 辨出二者之间的色彩差异时,此种色差称为”恰可察觉”(justnoticeable)色差。若二者之色差大于恰可察觉色差,但仍可为他人 接受时,称为”可接受”(acceptable) 色差。 有不同光源的能量分布计算(A,D65,C,TL84,CWF…等) 。 两种不同的标准观测视角(20及100) 。 色差计算:HUNTERLAB、CIEL*a*b*、CIEL*u*v*、FMC2、 JPC79、CMC(2:1) 、BFD(1.5:1) 、BFDA(1.5:1) 、CIEXYZ、…等 。 使用率最高的为CIEL*a*b*,其公式如下:
* * 2 : ? E* = ( a 2 ? a1* ) 2 + (b2 ? b1* ) 2 + ( L*2 ? L* ( ?a * ) 2 + ( ?b * ) 2 + ( ?L* ) 2 1) =

色相差 : ? H * = ( ?E * ) 2 ? ( ?C * ) 2 ? ( ?L* ) 2
* 彩度差 : ? C * = C 2 ? C1*

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色差
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CIEXYZ是最原始的色差公 式,在右图中之25个椭圆代 表在各色彩的色差容许量 (color tolerance) (为实际 大小之十倍)。由图可知,在 各个部位的容许量颇不一 致。

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色度图
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图为1931 x,y色度图

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色变现象
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在配色过程中,最常遇到的问 题便是色变。若两物体在某 一条件下呈相同的色彩曲线, 但如改变其条件(观测者或光 源) ,则色彩曲线便不同(异谱 同色)。故配色者应将此现象 调至最低之情况,尤其在色 粉组合之选择时相当重要。

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色变现象
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色变现象,主要可分为:
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光源色变。 观测者色变。 几何色变。

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色料
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色料:能改变物体色彩的材料。就其成份可分为颜料与染料。 颜料: ? 有机颜料:色泽鲜艷、着色力佳、半透明、比重低、大部份不 可熔解于溶媒中,以及耐光、耐候性依色料中间体及表面处理 而定。 ? 无机颜料:色泽及着色力比有机色料差、不透明、遮蔽力优、 优越的耐热及耐旋光性、比重大、完全不溶于溶媒中。 染料:色泽鲜艷、着色力高、完全透明、可溶解于溶媒中、一般而 言耐光及耐候性较颜料差、只要溶解均匀,无分散问题。

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色料在塑胶应用上的特性
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耐温性(Heat resistance) 耐旋光性(Light fastness) -Blue wool Scale:1-8级 耐候性(Weather fastness) -Grey Scale:1-5级 色泽(Color shade)及着色力(Color Strength) 移行性(Migration) 塑胶机械性的影响(Mechanical Properties) 毒性(Toxicology)
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染料和颜料特性比较
项目 着色力度/色浓度 鲜艷 度 透明度 溶解度 耐旋光性 颜色的坚牢性 加工性 染料 较好 较好 较好 较好 较差 较差 较好 颜料 较差 较差 较差 较差 较好 较好 较差
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无机颜料和有机颜料特性比较
项目 粒径大小 遮蔽力 透明性 着色力度/色浓度 鲜艷度/饱和度 密度 耐热性 耐溶剂性 耐候性 无机颜料 大粒子 好 差 差到好 差到好 高 极佳 极佳 极佳 有机颜料 小粒子 差 好 好 好 低 差到好 差到好 差到好
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色相、明度、彩度比对
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色相比对

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明度比对

彩度比对

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