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配色中心1
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什么是颜色? 色彩在我们的日常生活中扮演着非常重要的角色。从人的一出生起色彩就伴随者我们，影响着我们。不论是不同的文化，还是不同的地域，色彩都蕴含着极其深刻的意义。它能够起到指挥交通的作用，能够渲染我们的情感，还能够被用来表达事物的状态。 我们肉眼所见到的光线，是由波长范围很窄的电磁波产生的。不同波长的电磁波表现为不同的颜色，对色彩的辨认是肉眼受到电磁波辐射能刺激后所引起的一种视觉神经的感觉，同时，我们所感受到的不同色彩还与观察者本人以及观察时所处的环境密不可分（因我们的眼睛和大脑适应性非常强，能随着环境的变化做相应的调整）。 对色彩的辨认需要满足 3 个条件： - 一个物体， - 光源 (或发光物)，及 - 观察者。 发光体 颜色可成功用于物体追踪和识别。但是，当光源颜色变化时物体的颜色也发生变化。 光线必须具有能量才可见。色彩是由物体产生不同波长的可见光引起的一种感观刺激，其光波长位于电磁波谱中。为更好地理解色彩，我们必须认识光源。光线有多种不同来源，由电磁波组成，是一种以波形式传播的能量。 图 1: 可见颜色光谱 所有可见光由颜色混合而成，不同色彩的比例形成有其特色的光线。测量光线采用的是光谱能量分布法。见图1，可见光谱从400nm开始结束于700nm。任何低于400nm的光称为紫外光(UV)，高于700 nm的光称为红外光(IR)。人类的肉眼是无法可见紫外光和红外光的。 北方天空日光的平均值(光源 D65) 荧光光谱 白炽光 (光源 A) 图 2: 光源 注意: (纵座标： 光谱分布) 白色光是一组颜色选择性的组合的结果；每种色都表现为一特殊的波长范围。这些颜色有－红、橙、黄、绿、蓝和紫。 白炽光和冷光是产生光线的两种主要方法。白炽光是由热能产生光线。加热一个灯泡光源产生足够的高温，引起发光。星星和太阳通过炽热发光。我们所知的冷光，不同于加热发光。可在室内甚至低温下产生。量子物理学对冷光的解释是：电子从基态(最低能量水平)向高能态跃迁，当返回基态时，以光子形式释放能量，产生光线。若这两步时间间隔短(几微秒)，发出的是荧光；如果时间间隔长(几小时)，则发出磷光。 根据光源不同光线中光波的组合可以变化。由于这个原因，比较日光、荧光和钠灯光时可看出它们的不同。自然太阳光变化范围很广。看上去可以十分蓝，特别是在正午时分向北面望去。直射的太阳光通常看上去是金色的，但日落时的太阳是明亮的红色。人造钠灯光可以是黄色，汞灯是蓝绿色，或者是由白炽灯发出的黄色光，以及荧光灯发出的变换的色彩。图2中曲线展示了北方天空日光的平均值(光源 D65)，白色荧光(光源 F)，和白炽光 (光源 A)。 当光线照射在物体上时会有几种情况发生。光线通过物体时则会产生传播作用，形成透明色彩。还有光线的反射，举例来说，蓝色物体反射光谱中的蓝色光而吸收其它颜色的光。白色光线的反射曲线中，光谱中所有颜色的光线几乎100％的被反射。当光线从一介质改变方向通过另一介质时，会发生折射或散射现象，比如在一个塑料零件中光线从聚合物通过一个颜料或填料的颗粒时。散射作用受随折射率的不同而变化，而微粒及其环境、粒子尺寸和光线波长对折射率也有影响。不透明颜色散射率能高。半透明颜色表现传播和散射的结合特性。当大多数可见光波被吸收时产生吸收作用，黑色表面几乎吸收所有的光线。 物体 物体呈现特殊颜色是因为其表面反射光线的结果，反射光的波长使观察者产生了相应的颜色视觉，而其余所有光线被物体吸收。例如，蓝色物体反射蓝色光，吸收红、橙、绿和紫等其余大多数光波。红色物体反射红色光吸收橙、黄、绿、蓝和紫色光。 图 1 : 光线的吸收和反射 白色与黑色对光线的反射和吸收作用不同于其它颜色。白色物体几乎反射所有颜色的光，而黑色物体吸收所有颜色的光。 另外表达物体色彩的重要因素是颜色状态和表面效果。比如，物体可以呈球面或平面，阴暗或明亮，透明、不透明或半透明。还可具有金属光泽、珠光、荧光的或磷光的效果。观察角度变化色彩效果也不同。 观察者 人类肉眼是色彩的感觉器官。观察者总是以物体的色彩为判断基础。每个人对色彩的感受都不同，对色彩的判断带有极强的主观臆断。年龄、性别、遗传因素甚至情绪等因素对色彩的知觉都产生影响。 图 1 : 人类的眼睛 |
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配色中心7 颜料家族 彩色颜料分为有机物和无机物。过去各自所具有的特征可以用于区分其类型。例如，有机颜料通常透明。然而，现代制造技术可以提供各种性能，而不必象从前依赖其化学特性，比如，我们现在可以生产高度不透明的有机颜料。 无机颜料的应用可以追溯到30,000年前的洞穴壁画年代。尽管是天然产物，但为了制造颜料他们还需要进行改性。所有的白色颜料都为无机物，在色彩调配中应用广泛。 有机颜料出现相对较晚。尽管在中世纪就有天然染料混合在无机物中(比如红色)用于艺术色彩上(例如深茜红和绯红)，但是真正的有机颜料是出现在20世纪初。分为两个类型：植物颜料和动物颜料。 颜料性能通常与其是无机物还是有机物相关，在下表我们做了一个总结。 颜料性能比较 颜料性能 无机颜料 有机颜料 常用型 高性能 颜色、纯度 通常阴暗 通常明亮 不透明性 高 多少有些透明 着色力 低到中 通常高 耐晒性 (以蓝色对比) 好到高 (7-8) 低到中 (< 7) 好到高(7-8) 耐候性 不同(与化学结构有关) 不够 中到高 耐热性 通常> 500 °C 极少< 200 ° C 150 ―220 ° C 200 ―300 ° C 溶剂中的牢度- 抗渗出性 高 中到好 好到高 化学稳定性 不同(与化学结构有关) 高(除了在盐中) 高 价格 低到中 中 高 白色颜料 1. 介绍 2. 二氧化钛 3. 白色颜料 4. 氧化锌 5. 硫化锌 6. 锌钡白 7. 氧化锑 - 介绍 所有的白色颜料都是无机的，用得最多的是二氧化钛。自二战以来在白色颜料中占据了统治地位。 颜料 发现日期 铅白 公元前4世纪 氧化锌 18世纪中叶 锌钡白 19世纪中叶 锐钛矿TiO2 1919年 金红石TiO2 1939年 白色颜料根据其消色力来进行比较。即用标准量的彩色颜料后，使用白色颜料去遮盖其颜色，用获得同样的颜色深度所需的白色颜料用量为对比。 不同的颜料白： 二氧化钛 铅白 氧化锌 硫化锌 锌钡白 氧化锑 二氧化钛 1. 介绍 2. 二氧化钛 3. 白色颜料 4. 氧化锌 5. 硫化锌 6. 锌钡白 7. 氧化锑 - 二氧化钛 二氧化钛 比色指数 颜料白 6 CI 77891 成分 TiO2 结构 二氧化钛有三种晶体形态： 板钛矿不能做为颜料使用， 锐钛矿偶尔使用 和金红石，最常用的晶体形态 有两种不同方法生产金红石颜料：硫酸盐法(老式法)和氯化物法(新方法)。 硫酸盐法生产的颜料会被铁盐轻微污染，颜色微黄。 性能 二氧化钛是一种理想的白色颜料，如颜色透明，能抵抗多数的化学物质、有机溶剂，耐热，最重要是具有高折射率，遮盖力强。再者，二氧化钛耐久性好，不受工业大气的影响，但其光敏性降低了某些颜料和几乎全部有机彩色颜料的耐晒性。TiO2性能极佳，价格合适。目前有更加便宜或半透明体质颜料正试图取代或部分取代二氧化钛。 金红石网状结构紧密，比锐钛矿性能总体要好。 金红石和锐钛矿性能对比 性能指标 金红石 锐钛矿 折射率 2.72 2.55 密度 4.2 3.9 表面积 12-17 m2/g 10 m2/g 吸油量 13-24 19-20 热稳定性 > 1000°C < 700°C 遮盖力 遮盖力受折射率和粒度的影响。金红石折射率高，不透明性更强。 TiO2 遮盖力优于其它白色颜料。 白度 锐钛矿结构松软，白色较好。除蓝色被吸收外，二氧化钛对可见光的漫射能力强。该现象能明显区分金红石与锐钛矿。金红石比锐钛矿偏黄。 金红石粉化趋势较小。可使用无机氧化物处理晶体表面的光敏基团，大大提高抗粉化能力，有氧化铝、氧化硅和氧化锌。 化学稳定性 是最惰性的颜料。pH值呈中性，耐强碱性能好。 用途 对于特殊要求的产品，需要在分散性和耐久性两者之间进行平衡，比如水剂型涂料和溶剂型烘干面漆。TiO2的惰性使其具有良好的生理特性。适合于食品包装、玩具和其它敏感产品，能满足纯净标准要求。 可用于建筑和工业涂料。 白色颜料 1. 介绍 2. 二氧化钛 3. 白色颜料 4. 氧化锌 5. 硫化锌 6. 锌钡白 7. 氧化锑 - 铅白 铅白 比色指数 颜料白 1 CI 成分 2PbC03Pb(OH)2 该白色颜料与酸性粘接剂反应生成强硬及耐久的弹性漆膜。能与工业大气中的硫磺成分反应变黑。铅化合物有毒，因而铅白的应用严格受限。 氧化锌 1. 介绍 2. 二氧化钛 3. 白色颜料 4. 氧化锌 5. 硫化锌 6. 锌钡白 7. 氧化锑 - 氧化锌 氧化锌 比色指数 颜料白 4 CI 77947 成分 ZnO 结构 氧化锌是粒状粉末形式。 晶体呈六角形，由于锌和氧原子在尺寸上相差较大，而具有较大的空间。这种结构导致其半导体特性。 性能 氧化锌是两性化合物，通过其碱性可以与酸性物质结合。在低酸指数的结合中，氧化锌产生锌皂，提高了颜料的润湿性，使分散更为容易，同时促使涂料粘度略为提高并减少了沉淀。在高酸指数的粘接剂里，在容器中会极度增稠。 氧化锌性能 性能指标 氧化锌 折射率 2.03 密度 5.67 表面积 3-11 m2/g 吸油量 12-20 热稳定性 极好 耐晒性和耐候性 极好 遮盖力 不如锌钡白和二氧化钛。 白度 氧化锌纯度大于95％时能达到很高的白度。含铅或镉等杂质时显黄色，含金属锌和微量矿物时呈灰色。 用途 在引入二氧化钛前曾广泛应用，但现在应用下降。作为TiO2的辅助颜料，能提高抗粉化能力，也可与锌钡白合用。不大作为白色颜料使用，但可作为紫外线吸收剂、固化剂或杀真菌剂使用。 储存 氧化锌与空气中的湿气和二氧化碳反应：炭白会形成团聚体，使分散性恶化 硫化锌 1. 介绍 2. 二氧化钛 3. 白色颜料 4. 氧化锌 5. 硫化锌 6. 锌钡白 7. 氧化锑 - 硫化锌 硫化锌 比色指数 颜料白 7 CI 77975 成分 ZnS 结构 硫化锌分子结构是ZnS?nH2O ，n可为0或1。可能含有微量铜。 ZnO结晶是六面体结构。 性能 该颜料白色强，遮盖力好，化学惰性高，但粉化能力差。 硫化锌性能 性能指标 氧化锌 折射率 2.37 密度 4 吸油量 11-13 热稳定性和耐晒性 非常好 用途 氧化锌不太通用。常与其它白色颜料用于卷材涂料。 锌钡白 1. 介绍 2. 二氧化钛 3. 白色颜料 4. 氧化锌 5. 硫化锌 6. 锌钡白 7. 氧化锑 - 锌钡白 锌钡白 比色指数 颜料白 5 CI 77115 成分 ZnS 30% / BaSO4 70% 或 ZnS 60% / BaSO4 40% 结构 锌钡白由BaSO4和ZnS两种组分，涂料中这两种成分的混合并不是一种分离状态。 BaSO4 具有菱形晶体结构 ZnS 具有立方体或六边形晶体结构 性能 锌钡白颜料比硫化锌用途广。在结构上与硫化锌成分相似，含有硫酸钡成分，耐久性稍差。抗粉化性较差。价格便宜，因此可部分替代二氧化钛使用。 锌钡白性能 性能指标 锌钡白 折射率 2 密度 4.2 吸油性 10-12 pH值 8-9.5 遮盖力 有限 化学稳定性 好，除了pH < 3的酸 UV稳定性 在紫外光照射下，ZnS褪色成灰色。为避免这一问题，可以在制备锌钡白时加入镍粉和铁粉，先煅烧钴和铜。 用途 可应用于所有涂料中。 氧化锑 1. 介绍 2. 二氧化钛 3. 白色颜料 4. 氧化锌 5. 硫化锌 6. 锌钡白 7. 氧化锑 - 氧化锑 氧化锑 比色指数 颜料白 11 CI 77052 成分 Sb2O3 结构 氧化锑呈立方晶体结构。 性能 最初用于降低锐钛型二氧化钛的粉化，该颜料呈惰性，透光性差。 氧化锑性能 性能指标 氧化锑 折射指数 2.09 密度 5.6 吸油性 11 耐晒性 极好 热稳定性 > 500°C 毒性 氧化锑产品具有刺激性。 用途 因为是一种很重的气体，Sb2O3能熄灭火焰。目前主要用于防火涂料。 黑色颜料 1. 介绍 2. 炭黑 3. 石墨 4. 黑色氧化铁 5. 黑色云母铁矿 6. 苯胺黑 7. 蒽醌黑 - 简介 黑色颜料的性能取决于原料： 有机黑色 炭黑 无机黑色：氧化铁，石墨 植物黑色：桃木，木炭，藤蔓 动物黑色：骨头，象牙 有机和无机黑是非常重要的一类颜料，炭黑是最常用的黑色颜料。 以下部分介绍各种不同的黑色颜料： 炭黑 石墨 黑色氧化铁 黑色云母状氧化铁 苯胺黑 蒽醌黑 炭黑 1. 介绍 2. 炭黑 3. 石墨 4. 黑色氧化铁 5. 黑色云母铁矿 6. 苯胺黑 7. 蒽醌黑 - 炭黑 炭黑 比色指数 颜料黑6, 7, 8 成分 C (碳) 结构 炭黑是通过加热矿物油或天然气等物质而制得，加热是保持与氧隔绝的。炭黑由碳元素组成，同时还含有很多其它成分，这取决于原料和加工工艺。 炭黑根据国际识别系统进行分类，用以描述加工过程和黑度。头两个字母代表颜料色调；高色调(HC),中色调(MC), 普通色(RC),和低色调(LC)。最后字母代表加工过程；火炉(F)和炉道/气体加工(C) (例如：HCF=高色值，火炉制备)。 炉道炭黑是在缺氧状态下燃烧石油气而得到的。因为对环境有灾难性的破坏，这种生产工艺应用并不广泛。 火炉炭黑是一种热氧化的工艺：在提供有限的空气状态下，通过燃烧含碳氢化合物的石油而制得。 性能 炭黑性能 性能指标 炭黑 耐晒性 极好 耐溶剂性 好 化学稳定性 极好 热稳定性 极好 色彩 炭黑粒径确定其黑色程度，也就是黑度，粒径越细则黑度越大。 表面积 不同品种炭黑表面积不同 平均表面积 炉道炭黑 110 m2/g 火炉炭黑 80 m2/g 问题 吸附 炭黑的轻质多尘形态使其在干燥的颗粒形态变得容易分散。在经过一段时间后，炭黑会吸附涂料配方中的活性成分，比如醇酸树脂作空气干燥剂使用时，炭黑会吸附其中的金属皂成分。这种吸附现象会导致一些问题，不过，通常的补救办法就是成倍增加干燥剂的用量。 絮凝 经过分散后的细小炭黑微粒有凝结的趋势。在稀释油漆时必需尽最大的努力以避免这种倾向。处理少量的添加剂时必需注意使添加剂之间用量保持均匀。 分散 因粒径小、表面积大，炭黑难以分散。为增强分散效果，可以对颜料粒子表面进行氧化，或添加羧酸等少量的有机组分。这些组分可吸取水分降低pH值并使微粒润湿。 涂料粘性 炭黑粒子的群聚状态好比串串的葡萄，在弱的物理引力及各种化学键力的作用下聚集一起。这种结构影响了其分散性、黑度、光泽等等方面，总之，对涂料的粘性产生影响。 用途 炭黑是最老的一种颜料。27000前就被用于洞穴绘画，公元前2500年被古埃及人制成墨水。在中世纪还被用在印刷上。 橡胶工业是炭黑最大、最忠实用户，相比之下，涂料工业用量较小。印刷油墨工业也消耗了相当数量的炭黑。 粒径更细的炭黑因为其颜色更黑，而用于高档制品，如汽车类产品。中等尺寸的炭黑用于中档要求的涂料，级别较低的则用于装饰性涂料。 从色彩方面考虑，因级别低的炭黑度而容易调色，往往也应用较多。 价格 炭黑价格随着其微粒尺寸而变化，尺寸增加价格降低。然而，炭黑仍是一种相对便宜的颜料。用于特殊要求的特级炭黑则价格较贵。 石墨 1. 介绍 2. 炭黑 3. 石墨 4. 黑色氧化铁 5. 黑色云母铁矿 6. 苯胺黑 7. 蒽醌黑 - 石墨 石墨 比色指数 颜料黑 10 成分 C 结构 石墨晶体结构中碳原子呈六角方式排列。其天然形态的纯度在40%―70%之间，常夹杂着硅土。也可通过阿切逊（Acheson）处理方法获得。需要在电热炉中将无烟煤加热到很高的温度。 石墨是一种柔软的颜料，由惰性的片状微粒组成。这种片状结构在涂膜中呈层状排布，可阻止对水的敏感性。这种特性在抗蚀涂料中能对其它颜料起到强化作用。 性能 具有低的着色力和低色度。 用途 石墨并不是用于配色上，因其颗粒具有天然的柔滑性，常用于提供高效传播率的场合 黑色氧化铁 1. 介绍 2. 炭黑 3. 石墨 4. 黑色氧化铁 5. 黑色云母铁矿 6. 苯胺黑 7. 蒽醌黑 - 黑色氧化铁 黑色氧化铁 比色指数 颜料黑11 成分 Fe3O4 结构 这种颜料是天然的磁铁矿，其天然状态可以应用。然而，现在大多数用于涂料中的氧化铁颜料通常都是合成的。 性能 价廉、惰性，具有极佳的耐溶剂性和化学稳定性，极好的耐久性和耐候性及耐晒性。着色力低，可用于色彩调配，可以进行多方控制。 黑色氧化铁性能 性能指标 天然 人工合成 密度 5.5 4.7-4.8 耐热性 180°C 400°C 氧化剂介质 800°C 还原剂介质 吸油性 同其它黑色颜料相比为低 用途 主要用途，与炭黑混合时，若相容性不好则可以使用黑色氧化铁(例如与二氧化钛调配获得灰色)。 黑色云母铁矿 1. 介绍 2. 炭黑 3. 石墨 4. 黑色氧化铁 5. 黑色云母铁矿 6. 苯胺黑 7. 蒽醌黑 - 黑色云母状氧化铁 黑色云母状氧化铁 比色指数 未列出 成分 Fe2O3 结构 黑色云母状氧化铁具有薄片状结构。 性能 性质不活泼、不透明，能吸收紫外光，保护聚合物材料，常做为粘合剂使用。类似云母那样，云母状氧化铁具有灰暗的外表并带有闪光特性。必需注意避免过度分散，因为云母状的微粒会被破坏而丧失其特性。 用途 其片状结构能避免氧和水气的通过，而起到防护作用。这种特性可用在重要的保护性涂料中，用于钢制结构件的防护上。 苯胺黑 1. 介绍 2. 炭黑 3. 石墨 4. 黑色氧化铁 5. 黑色云母铁矿 6. 苯胺黑 7. 蒽醌黑 - 苯胺黑 苯胺黑 比色指数 颜料黑 1 结构 图 1 : 苯胺黑结构 性能 苯胺黑着色力强，分散能低，吸光性能非常强，颜色稳固性能十分好。因为在涂料中粘结性强，该颜料还能产生消光效果（具柔和的外观）。 用途 苯胺黑可能是最早的有机合成颜料。大约在1860年被发现。可用在某些要求特黑的场合。因含铬元素而限制了其应用，使用时对生理上的影响也必需加以考虑 蒽醌黑 1. 介绍 2. 炭黑 3. 石墨 4. 黑色氧化铁 5. 黑色云母铁矿 6. 苯胺黑 7. 蒽醌黑 - 蒽醌黑 蒽醌黑 比色指数 颜料黑 20 性能 蒽醌黑耐晒性较好，耐溶剂性能一般。 用途 由红外光谱可见其多种结构，仅仅用于伪装涂料中。 |
7楼2006-11-26 20:18:06
★★★★★ 五星级,优秀推荐
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配色中心2 颜色测量基础 人们相信对色彩观察视觉最为重要，当人们对颜色的判断有争议时，可使用色卡来判定。但有人对这种颜色识别方法持有异议，因为每个人的眼睛对色彩的感知能力是不同的。 颜色是肉眼中黄斑颜色感应区对光线的分辨，除了遗传变异因素，随年龄增长，对色彩的感应产生变化。由此看来，所有对色彩的识别都必须以生理因素为基础，这种看法还在探讨中。该测量法以及对颜色的分辨与观察者对色彩的识别能力密切相关。 颜色控制方法有两种：视觉和仪器。 在后续页面里，我们将讨论颜色测量方法： - 设备包括色度计和分光光度计 - CIELAB 颜色测量系统 - 和Munsell颜色测量系统 设备 视觉可以感受色彩，而为了对颜色进行测量和评估则需要用到仪器。 下面有两个测量颜色的基本思路： 分析眼睛对三种刺激的反应，该技术称为“三色激励测色法”，测定X、Y和Z三个方面的颜色。 另一种方法是计算每一可见光波的反射比(R)，求R值的总和，计算三色敏感性分布标准值(2. J, 和Z)。 理论上，三色激励法在测量荧光方面较强。但是对于微粒，在三色激励法色度计同人眼视觉的精确符合方面却存在很大的问题，也就是消除仪器的颜色盲区问题。 常用的两类颜色测量仪是色度计和分光光度计。 色度计 一台三色激励法色度计由三部分组成： 一个光源(通常是一个普通电压的灯泡)； 一组滤镜用于改变入射/反射光能量分布； 一个光电探测器，将反射光转换为电信号输出。 光谱中每一颜色都有反射系数指纹图。色度计有三组宽波段滤镜对应灵敏度曲线。用三色计得到的结果需要进行比较，通常用玻璃或陶瓷校准仪器。为获得最准确的结果，需要用与被测物颜色相近物质校准。当色度计确实存在色盲时，该"系留柱"技术仍然能获得相当精确的三色值。 三色激励测色法最适用于快速对比相近颜色，但不很精确。不同生产商的仪器有很大区别。色度计比分光光度计便宜。 分光光度计 分光光度计可对颜色进行精确测量，测定每一波长的反射系数，还可得到三色激励值。 三色激励测色法优点是对所有光源都能得到足够的数据，自动检测位变异构。 缺点是高质量分光光度计价格非常贵，测量花费时间长(尽管已通过设备的改进而大大降低)。 在分光光度计中，所选择的光波在测量前，就已被一个棱镜或衍射光栅按光谱进行了分离。经过改进，仪器还能利用滤光片有选择地测量很窄范围的光波。对于每一连续的测量，光谱分辨率由检波器的狭缝确定。理论上，分光光度计可用入射光来比较直接反射光，而更常用的方法是使用国际公认实验室校准的乳白玻璃进行对比测试。光学零点必须调准，例如，使用黑色的光档校准，这是因为仪器内的灰尘和其它问题会使光线偏离(将给出错误的读数)。 现在的分光光度计有单色光镜和光电二极管类型，能以10nm或更低的间隔测量产品颜色的反射曲线。分析结果产生典型的30或更多的数据点，可以得到颜色组成的精确数据。 CIELAB 颜色法 CIE (Commission Internationale de l'Eclairage)是国际照明协会的简称，制定测量颜色的国际标准，对色值进行测定。 CIE制定了L*，a*和b*值来测量色值，这种测量方法称为CIELAB. L*代表着明度，从明亮(此时L*=100)到黑暗(此时L*=0)之间变化。A*值表示颜色从绿色(-a*)到红色(+a*)之间变化，而b*值表示颜色从黄色(+b*)到蓝色(-b*)之间变化。使用该系统后，任意一种颜色都可在其图表上找到一个相对应的位置，见图3。随着L*，a*，b*及E*的变化，角L*，角a*，角b*及角E*随着变化，而角 E*=角(角L*2+角a*2+角b*2)。该值代表了不同颜色的色值，但不是直接表示颜色的不同。 图 1 : CIELAB座标系统 孟塞尔（Munsell） 颜色系统 孟塞尔（Munsell）颜色系统，1898年由美国艺术家A. Munsell发明，是另一常用的颜色测量系统。Munsell目的在于创建一个"描述色彩的合理方法"，采用的十进位计数法比颜色命名法优越。1905年他出版了一本颜色数标法的书，已多次再版，目前仍然当作比色法的标准。 孟塞尔系统模型为一球体，在赤道上是一条色带。球体轴的明度为中性灰，北极为白色，南极为黑色。从球体轴向水平方向延伸出来是不同级别明度的变化，从中性灰到完全饱和。用这三个因素来判定颜色，可以全方位定义千百种色彩。孟塞尔命名这三个因素（或称品质）为：色调、明度和色度。 色调 图 1 : 孟塞尔（Munsell）颜色系统 色调为区分两种颜色的特性。选择五种主色调：红、黄、绿、蓝、紫；及五种中间色：红黄，黄绿，绿蓝，蓝紫、紫红为标准。将其成按轮盘状排列，划分成100个均分点。定义R为红色，YR为黄红，Y为黄色等。每一主色和中间色均划分为十等分，根据色彩所处位置可做进一步的定义。 明度 孟塞尔定义明度为区分亮色与暗色的特性。当颜色为灰度时，明度位于中性轴上，从白到黑按序排列。 色度 色度是从灰度中辨别色调纯度的特性。色度轴从明度轴向右延伸，色度值记于明度值之后。7.5YR 7/12表示红黄色调并偏黄，明度7，色度12。然而，色度不能与每一个色调和明度相匹配。 孟塞尔发现在色球体中，可以在很多场合实现一种色调的饱和色度。在该系统中，红、蓝和紫色在完全饱和状态下平均色度高，表现为较强的色调，而黄色和绿色在完全饱和的色度时距中性轴较近，色调较弱。 在"孟塞尔颜色手册"中，完整的颜色系统有40页之多。每页的色调不同，从红色到紫色按波谱规律排序，在一圈中从紫色开始又回到紫色(孟塞尔符号PB)。每页里相同明度的颜色排在同行，相同色度的颜色排在同列。每种颜色具有相应的色调、明度和色度(例如：5YR/5/10是饱和的橙色)。 |
2楼2006-11-26 20:15:59
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配色中心3 料与染料 颜料 颜料是有机或无机物，有色、白色或黑色物质，分散状态下在介质中几乎不溶。具有特殊的微粒，能够产生色彩和遮盖力。 图 1 : 颜料的分散 其最小单位称为原生颗粒。结构和形态取决于颜料的结晶性。制造过程中，原生颗粒通常会凝聚并导致团聚。当颜料分散于聚合物中时，需要高剪切力打碎团聚态(增强着色力)。 应用时颜料必须能不溶于接触到的溶剂，否则会产生"渗色"和迁移等缺陷。对于特殊的应用，颜料还要有抵抗日光、气候、热及化学品酸和碱的性能。 聚合物可溶性染料 聚合物可溶性染料在介质中溶解，得到分散。这意味着没有可见的微粒，且溶剂透明性无变化。 图 2 : 染料的分散 使用染料的目的是为了获得持久的色彩效果。 |
3楼2006-11-26 20:16:19
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配色中心4 色彩 颜料的色彩取决于化学结构。在颜料表面，有选择的吸收和反射不同波长的光线，决定了颜色的不同。 彩色颜料吸收光线中波长的一部分。例如，蓝色的颜料反射白光中的蓝色波长，而吸收其余所有的波长。因此，一辆蓝色轿车在橙色的钠灯下看起来是黑色的，因为钠灯光里几乎没有蓝光成分。 黑色颜料吸收几乎所有的光线，而白色颜料将照在其表面的所有可见光线都反射回去。 荧光颜料的特性很有趣。既大量的反射特定的可见光波，又吸收不可见光波(人类肉眼不可见的紫外光)，并分离出能量，以可见光的形式重新发射出去。因此，它们看起来比入射光更加明亮，呈现出耀眼的色彩。 颜料 色彩 二氧化钛 极好 氧化铁 一般 普鲁士蓝 极好 铬酸铅 极好 炭黑 极好 单偶氮颜料 极好 双偶氮颜料 极好 酞青颜料 极好 颜色强度 当选择颜料时，其颜色、色值(或称着色力)必须加以考虑。随着与其它颜料混合，其色彩会在本身颜色的基础上逐渐的变化。着色力越强，达到同样的色彩所需要的颜料用量越少。 颜料分子的化学结构是影响着色力的因素之一。 有机颜料中，着色力依赖于对某种光波的吸收能力(和分子的结合情况相关)。与分子的结合度越高或芳香族化合物含量越高，着色力越强。 在无机颜料类型中，由金属元素两种化合价确定的着色力强。对比之下，在晶体点阵结构中具有阳离子捕捉机能的无机颜料着色力。 粒径同样也影响着颜料的着色力。粒径越小着色力强。加工条件是影响颜料晶体粒径尺寸的主要因素，因此颜料制造商扮演着十分重要的角色。 合成时，通过阻止晶体的生长以减小粒径。 同时能够进行高效的分散来增加着色力。 颜料品种 色值 二氧化钛 极好 氧化铁 差-一般 普鲁士蓝 好 铬酸铅 一般 炭黑 极好 单偶氮颜料 好-极好 双偶氮颜料 极好 酞青颜料 极好 耐热性 很少颜料在正常用于涂料中时热性能会下降。然而，温度越高颜料溶解性越好但会产生变色。因此，对于有机颜料，热稳定性与耐溶剂性关系紧密。 在某一炉温下证实是合适的颜料，很可能并不适用一个需要高10°C炉温的产品。 化学稳定性同样能够通过耐热性能，这在粉末涂料中尤其突出。另一个重要的应用是卷材涂料，因为金属络合物可能同提高耐热性的稳定剂反应，引起颜色变化。 当提高耐热性时，具有晶体结构的颜料会出现性能变化。具有高度结晶结构的颜料通常比聚合物颜料耐热性好，结晶结构不同的变化也许对热量的反映不同。特别是，无机颜料能提高热稳定性，但氧化铁黄是一个例外，在高温下其晶体会失水。 热稳定性依赖其结构，且必须在测试中获得结果。所有的测试都是评定在不同温度间隔下颜色的变化，并与在最低温度下制造的标准样品进行颜色对比，评定两者间的不同。 颜料 色彩 二氧化钛 极好 氧化铁 好-极好 普鲁士蓝 好 硅酸铅 好 炭黑 好 单偶氮 差-一般 双偶氮 好 酞青 极好 耐晒性 耐晒性涉及整个颜料体系，不仅仅局限与颜料本身。不同粘接剂对颜料所起的保护作用并不一样，因此同一种颜料用于聚合物中就比在涂料中的耐晒性好。 因为在印刷油墨中保护颜料的树脂不足，所以颜料总是表现出较差的耐晒性，光线通过颜料层会产生双倍的影响，这是因为光线被基材反射以及再次反射回颜料层的结果。 颜色体系中其它种类的颜料同样会影响耐晒性： - 二氧化钛能加速大多数有机颜料的光降解作用。因此，高比例二氧化钛的使用会导致差的耐晒性。 - 氧化铁能提高有机颜料的耐晒性，因此可做为紫外线的高效吸收体。 若两种颜料的合用能提高耐晒性，则称为协同增强效应。 若耐晒性下降，则称为反协同效应。 某些无机颜料在光线作用下无变化，但大多数颜料，及所有的有机颜料在光照下都会有所变化：颜色变深或完全褪色。 颜料的耐光性受其化学结构的影响。另外的主要影响因素有颜料的浓缩、结晶改性作用和粒径分布。之外，环境因素也会有引人注目的影响，比如水以及大气与涂料中化学物质的出现。 颜料系统的耐晒性只能在最终配方和应用中进行检验，且测试条件必须小心控制。 耐候性 对于室外应用场合，彩色颜料必须具有耐候性。与耐晒性极为相似，耐候性可增强抵抗各种环境破坏的能力(包括海中的盐分，工业废气或沙漠中的干燥条件)。耐候性颜料通常不易褪色，但反过来并不相反。 室外颜料的选择有如下要求： 室外性能要求(使用期限、气候区/ 千兰利) 粘接剂类型 颜料浓度 二氧化钛的存在(明显加速褪色) 光稳定剂的浓度和类型。 被涂物表面状态和施工工艺的加热历程都会对影响涂料性能。 一旦上述条件确定，最好的评估耐候性的方法是在相应的室外条件下对进行暴露测试，但该方法并不总是可行，普遍采用的方法是加速测试。测试设备中除了使用氙气灯外，还在长时间干燥周期间循环使用潮湿气氛以强化测试环境。耐候性从1-5划分了多个级别，5表示无变化，1代表产生了严重变化。 不溶性 颜料在介质中必须不溶(分散在介质中)，并且不能同涂料中的任何成分反应，如交联剂。这对于颜料而言是十分必要的，甚至是在涂料干燥过程中，这通常可以提高热性能。一旦处于干燥的涂膜中，颜料同样不能对基材和接触的添加剂造成影响，包括水，其仅仅是以一种浓缩形式存在，或酸性工业大气中。 在某些情况下，颜料的不溶型可能会引起应用上的问题。有机颜料在有机溶剂中很少不溶，而无机颜料可能会受到其它成分的影响。颜料的溶解性可产生下列问题： 起霜 若颜料难以溶解，则在涂料干燥时，溶剂到达表面并蒸发，留下颜料的结晶会在表面形成细微粉末。温度升高溶解性增加。该现象使热性能变差。 渗出 渗出现象看上去类似起霜，但出现在塑料和粉末涂料中。但缺陷与颜料溶解性无关，而颜料表面未充分润湿的因素影响相当大。通常主要出现在复合颜料中，而一旦从表面擦去则不再重复出现。 渗色 在底涂膜上又涂上一层新的涂料时，干燥涂膜内的颜料可能在溶剂中不溶。如果面层涂料颜色不同，特别是白色或浅色，结果会非常不好。同样升高温度问题加剧。 重结晶 在介绍球磨加工时才知道这一现象。在研磨阶段会产生热量，促使部分颜料溶解。经过一段时间后，溶解的"颜料" 开始沉淀下来，失去光泽和着色力。这在含有两种不同溶解性颜料的涂料中表现尤其突出。颜料溶解量越大则从溶液中析出和沉淀得越多，而涂层将会呈现第二中颜料的色彩。甚至在水性涂料中也可发生重结晶现象。可采用低溶解性的颜料来避免此问题，还可同时/或者控制分散过程的温度来这一现象。 着色力 遮盖力是有色涂料掩饰物体表面的能力。受涂膜吸收和散射光线能力的影响。涂膜厚度和颜料浓度起着相当重要作用。颜色本身也很重要。 图 1: 遮盖力 阴暗及饱和的颜色，如黑色和深蓝色，吸收大多数照在表面的光线，而黄色不同。炭黑和多数有机蓝色颜料对照在表面的光线不产生散射作用，因而相对透明。二氧化钛几乎不吸收光线，在浓度十分高时散射光线能力强，对基材遮盖效果好。颜料联合使用可获得更好的效果。 影响遮盖力的关键因素是折射率(RI)，即颜料折射光线能力。遮盖力高低与颜料及其分散体系的折射率成相应的比例。二氧化钛折射率高，能做为白色颜料能广泛地应用在涂料中。(见表格) 介质 折射率RI 空气 1.0 水 1.33 漆膜 1.4-1.6 颜料/填料 RI 碳酸钙 1.58 陶土(硅酸铝) 1.56 滑石(硅酸镁) 1.55 重晶石(硫酸钡) 1.64 30%锌钡白 (硫化锌/硫酸钡) 1.84 氧化锌 2.01 硫化锌 2.37 二氧化钛: 锐钛矿 金红石 2.55 2.76 无机颜料折射率高，有机颜料较低。多数无机颜料不透明，有机颜料透明。 颜料粒径分布是不透明性另一重要因素。粒径增加，散射光线能力增强，直到最大值(见图6)，然后开始下降。这种散射光线的能力增强了颜料的遮盖力，散射能力最强时达到最大，粒径继续增加遮盖力下降。 图 2 : 粒径对散射的影响 颜料制造者能控制颜料的粒径，而混合物的折射率不会变化；粒径的选择已成为当前颜料科技的一个主要发展方向。 不透明性的测量 将涂料涂在覆盖着一个对比图表的楔形断面上，涂膜厚度位于图表的某一段，并与一个金属板相连。记下完全消去的那一点，该点就是我们所要测量的数据。 透明性 透明性是通过减小微粒尺寸获得。若在微粒形成的同时就被涂料所包围则透明性会增强，因为这样可阻止晶体生长。最常用的是松香或松香衍生物，在高透明性的印刷油墨中特别适用，具有容易分散的突出优点。 氧化铁颜料可不透明或透明。透明的多样性对于用在金属面漆中的无机颜料非常重要，高透明性能赋予引人注目的外观。颜料的耐候性能提高整个系统的耐候性，即具有协同增强效果。透明氧化铁受微粒形态影响很小，具有结晶形态。 分散过程中需要打破微粒的团聚态，形成独立的原生颗粒，这一过程影响透明性。原生颗粒本身形态不能在分散过程中打破，应充分利用颜料的原始微粒尺寸。良好的分散将使微粒的透明性最佳。 透明性的测量 评估透明性的简单方法就是将涂料涂布在一张有黑白格对比的图表上，测量颜色的差异。颜色差别越大则越透明。 化学稳定性 树脂、交联剂、UV引发剂和其它的添加剂能与颜料反应，而影响其性能。当UV固化涂料新推向市场时，很明显其中的添加剂储存期会缩短，导致容器内的涂料凝胶。当为粉末涂料选择颜料时必需十分注意，因为引发剂会改变颜料的色彩，降低其稳定性。信誉好的颜料生产商会提供产品系统的数据，以协助解决问题。 另一种不利的影响因素是涂料所接触的化学物质。作为聚集态的水会对涂层造成严重影响，特别是在浴室和厨房。许多清洁剂对涂层及其颜料有伤害和磨损作用。与食物接触的涂料有哪些基本要求呢，首先，涂料性质不能改变，同样食物也不能发生变化。 有许多相关化学稳定性的测试，其中有一项是让涂层表面与化学物质接触，并保持一段给定的时间，然后测量涂层的褪色量，以及受到化学物质的污染情况。 颜料品种 色彩 二氧化钛 极好 氧化铁 极好 普鲁士蓝 差 铬酸铅 好 炭黑 极好 单偶氮颜料 极好 偶氮颜料 极好 酞青颜料 极好 |
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