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對建筑涂料來說,顏色是非常重要的,是整個建筑設計理念的一部分。建筑物通過施涂各種顏色的涂料,可以更加千姿百態。建筑涂料的顏色是通過配色來實現的。
顏色的基本理論
1、顏色的基本概念
顏色就是物體反射光線到我們眼內產生的知覺。光、視覺和物體是我們看到顏色的三個必要條件。
光源:本身能發射光譜的物體稱為光源。人肉眼所能感受到的光波范圍在380至780 納米之間,即我們常說的可見光,是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種單色光組成。沒有光源,人們就看不到顏色。
視覺:光線作用到眼球時,經過眼球的晶狀體將光折射到視網膜上,視網膜上有紅、綠、藍三種感知神經,通過大腦中樞神經系統形成顏色。
物體:沒有物體,也沒有顏色可言,只有光線經過物體對光的作用并反射到眼睛時,人們才能看到顏色。
2、涂料顏色的產生
建筑涂料中的顏料賦予涂料以顏色。涂料的顏色是漆膜中的顏料對可見光的選擇性吸收和反射的結果。當光線照射到漆膜上時,如果全部的可見光一點不被吸收而全部被 反射出來(實際上反射率為80-90%),則漆膜便是白色的;如果全部的可見光被吸收(實際上反射率在4%以下),則漆膜便是黑色的;如果各種可見光被以同樣的程度吸收,則漆膜呈現灰色;吸收越強,顏色越接近黑色,吸收越弱,顏色越接近白色;如果漆膜只吸收部分波長范圍的光,而反射其余波長的光,則漆膜便呈現反射光的顏色。例如,光線照射到某一漆膜上,如果該漆膜將藍色以外的光全部吸收,而將藍色的光反射出來,則該漆膜是藍色的。
3、影響觀察顏色的因素
同一漆膜在不同的觀察條件下,人們對顏色的感覺是有差別的。影響觀察顏色的因素主要如下:
光源的影響:陽光、日光燈等,每一種光線都使同一個漆膜看起來顏色不一樣。
尺寸大小的影響:同樣的涂料,覆蓋在大面積上的顏色與覆蓋在小面積上的顏色看起來也有差別,通常在大面積上看起來更鮮艷與明亮。
背景的影響:在明亮背景前的漆膜看起來要比放在暗背景前顯得暗淡。
方向的影響:某些涂料,特別是金屬閃光涂料有強烈的方向性,在不同的觀察角度觀察,顏色有區別。
因此當觀察涂膜顏色時,必須保持各項條件恒定,只有這樣比較顏色才有意義。這些影響因素也使人們最終總結與發展了許多方法來統一標度、測量和管理顏色。
4、顏色的三要素
色相、明度和飽和度稱為顏色的三要素。
色相即是我們通常所指的紅、黃、綠、藍等顏色之間的色彩差別,是涂膜顏色在“質”方面的特性。色相構成了圓形的色環。
色飽和度:指顏色色彩的純度。顏色有鮮艷與陰晦之別,色飽和度由中心向邊緣變化。越往邊緣,色飽和度越高,顏色越鮮艷。
明度:顏色有明亮和深暗之分,明度表示出顏色的明暗深淺的差別。顏色的明度沿垂直方向變化。最頂端為白色,最底部為黑色。
色相、亮度和色飽和度構成了一個色立體。見圖一1。
圖一:顏色的三要素
5、顏色的表示方法
為色調、亮度和色飽和度建立標度,人們就能用數字來表示、測量顏色,這樣就可以為準確管理、調控顏色建立一個統一的標準。
常用的顏色表示方法有孟塞爾系統,國際照明委員會(CIE)的XYZ 三刺激值、Yxy 色空間法和L*a*b*色空間法、NCS 顏色系統等。
孟塞爾系統由一系列與式樣做目測比較的色卡圖組成,顏色按照它的色相(H)、亮度(V)和色飽和度,表示為一個字母/數字組合(HV/C)。孟塞爾顏色空間見圖二2。
圖二:孟塞爾顏色空間
XYZ 三刺激值是根據人眼具有接受三原色(紅、綠、藍)的接收器,而其它的顏色均被視作三原色的混合色的原理為依據的。XYZ 三刺激值是根據規定的標準觀察者的配色函數計算得來的。
在Yxy 色空間中,Y 為亮度,x 和y 是從三刺激值XYZ 計算得來的色坐標。該色度圖的中央為消色區,越向邊緣色度越濃。
L*a*b*色空間法是目前較為常用的測量顏色的色空間。在這一色空間中,L*是亮度,a*和b*是色度坐標,表示色方向:+a*為紅色方向,-a*為綠色方向,+b*為黃色方向,-b 為藍色方向。中央為消色區,當a*和b*值增大時,色點遠離中心,色飽和度增大。L*a*b*色空間見圖三。
圖三:L*a*b*色空間
NCS 自然色彩體系(Natural Colour System)是以六個顏色(白色、黑色、黃色、紅色、藍色、綠色)為基準色,NCS 色彩編號描述的是我們所看到的顏色與這六個基準色的對應關系。NCS 色彩空間見圖四3,縱軸表示非彩色,頂部是白色,底部是黑色,中部水平周長是由純彩色形成的色彩圓環。
圖四:NCS 色彩空間
配色理論
1、加色混合和減色混合
加色混合:光源的配色是顏色的相加混合。紅、綠、藍三個光源三原色相互疊加便可得到不同的光源色;焐罅炼仍黾。見圖四4。
減色混合:涂料的配色是顏色的相減混合。就是指光線照射到漆膜上,從光線減去被顏料吸收的部分,將反射部分的光線進行混合的方法。涂料的配色主要是通過調整紅、綠、藍三個光源色的三個補色:青、品紅和黃來配色。青、品紅和黃稱為顏料的三原色。涂料配色后飽和度降低,明度降低,色調變濃。見圖五
圖四:加色混合圖五:減色混合
2、配色原則
顏色混合遵循以下規律:
補色律:顏色與其互補色以適當比例相混合,便產生白色(加色混合)或黑色(減色混合)。
中間色律:任何兩個非補色混合,產生中間色。
代替律:任何顏色只要相同,就可以互相代替,視覺效果是相同的。例如:顏色A 等于顏色B,顏色C等于顏色D,則顏色A 與顏色C 混合的顏色等于顏色B 與顏色D 的混合顏色。
應用于涂料的配色原則一般如下:
青、品紅和黃三個原色,其中兩種原色混合得到間色,例如:黃與青混合得綠色;黃與紅混合得橙色;紅與藍混合得紫色。青、品紅和黃三原色混合得黑色。三原色按不同比例調配(或原色與間色調配)形成另一種顏色,稱為復色。涂料顏色是通過改變顏色的色調來實現的。
在配色中,加入白色將原色和復色沖淡,就可以得到飽和度不同的顏色。加入不同分量的黑色,可得到明度不同的各種顏色。
兩種顏色只有當其色調、飽和度和明度都相同時,這兩種顏色才相同。將上述的配色原則組合應用,在某一顏色的基礎上,改變其色調、明度和飽和度,就可得到不同的顏色。
建筑涂料的調色
1、色漿的選擇:
在本文所述的建筑涂料調色是指建筑乳膠漆的調色。建筑乳膠漆的調色一般采用生產一種含鈦白的基礎漆和一種不含鈦白的基礎漆,再將兩者按不同的比例混合,用色漿進行調整的方法來調色。因此色漿的選擇非常重要。
一般來說,有機色漿通常產生明亮的色彩,無機色漿產生更加柔和的色彩,鈦白提供白度,黑色漿可以使涂料變暗,產生更深的灰度和顏色。無機色漿的耐候性較有機色漿好。
內用色漿:因為室內的環境溫和,無風吹、日曬、雨淋等,所以對色漿的保色性要求較小。
外用色漿:外用色漿要選擇耐候性好的色漿,一般在保證顏色的前提下,建議有機、無機色漿配合使用,以確保涂料顏色耐久性。如果要求極鮮艷的顏色,只能使用耐曬的高級有機顏料。同時由于建筑涂料很多都是應用于堿性較強的混凝土砂漿面,所以色漿的耐堿性也是非常重要的。
色漿的細度、穩定性、著色強度、與基料的相容性等也都是需要考慮的因素。另外,應盡量選擇不含APEO (乙氧烷基酚)的色漿。
色漿的許多性能如耐光性、耐候性等很大程度上取決于涂料本身性能及涂層的表面處理、施工條件等,因此在選擇新色漿前,需要進行老化試驗,以取得可靠的數據。
2、調色方法
建筑涂料的配色一般包括人工調色和電腦調色兩種方法。
人工配色
人工調色就是根據指定色卡或樣板進行目測配色的方法。人工調色一般只能依靠經驗,因此對配色人員的配色經驗要求比較高。調色時,除了要注意顏色的準確性外,同時要注意遮蓋力與色漿用量的平衡,就是說在保證遮蓋力的前提下,用較少的色漿量達到顏色要求,這樣既節約成本,又可以保證涂料質量,尤其在調深顏色時,注意含鈦白的基礎漆與透明基礎漆的合理比例,避免添加大量色漿,遮蓋力過好,而涂料質量下降。
調色時一般按如下程序和要求進行:
研究色卡:首先應仔細研究指定色卡或提供的樣品,搞清楚顏色的色調范圍、主顏色是什么、副顏色什么,大致需要那幾種色漿,并對色漿的基本性質有所了解,針對內外用的不同,選擇合適的色漿。
添加色漿:在攪拌的情況下,向基料中緩慢加入色漿,并充分攪拌均勻。調色時應先調深淺、后調色調。但在實際操作中,調色人員可以憑自己的辯色能力以及對所用各種調色漿的了解,采用交叉進行的方式調色。在加色漿時,應先加入主色調的顏色,再加入副色調的色漿。在保證顏色準確性的前提下,所用色漿的品種應盡可能少。在調色中要盡量不使用互補色進行調色,因為涂料的配色是減色混合,互補色混合后會產生暗淡的中性色,這對于價格昂貴,而顏色鮮艷的有機色漿來說是非常浪費和不必要的。
刮涂樣板:在調色的適當階段刮涂樣板與標準色卡進行對照。刮板應按照規定方法進行,厚度要統一。
比色:樣板的干膜和濕膜的顏色有很大色差,應待樣板干燥后與標準色板比較顏色。判斷其與標準色板在顏色的深淺及色相上的區別,作為調色操作的進一步參考資料。比色時要與標準樣板進行上下、左右、側面、正面的反復觀察、對比,盡量避免人為的誤差。
電腦調色
電腦調色系統是利用現代的計算機技術進行的多色彩、快速的配色系統。電腦調色系統的組成:電腦調色系統由色卡、基礎漆、色漿、顏色測配色系統、調色機、調色軟件和混合機組成。
現場調色程序:即首先從色卡中挑選合適的顏色;通過調色軟件查出顏色配方;將基礎漆罐置于調色機架板上;再通過調色軟件啟動調色機,將色漿加入罐中(也有手動加入色漿的方式);然后在混合機中將其混合均勻。全部過程僅需幾分鐘即可完成。
顏色測配色系統:調色系統中的顏色測配色系統是整個調色系統的關鍵技術,調色軟件中的顏色配方就是通過顏色測配色系統得到的。顏色測配色系統由分光光度計、電腦及軟件和打印機組成。分光光度計的作用是測量光線反射系數,然后轉化為電子信號傳送到計算機。分光光度計可以測量顏色的各種數據,如L*a*b*值、Yxy 值等各種顏色數據,亦可以精確地給出顏色間的色差,因此分光光度計是詳細研究顏色所必備的儀器。電腦貯存數據、執行計算、控制分光光度計、打印機等。打印機可打印測量結論和計算結果。
顏色測配色軟件提供了顏色測量和配方管理系統的特性,一般包括自動調色系統的配方預測,顏色數據庫和配方的管理和維護,實驗室和生產的批次控制和校正等。
電腦配色的基本原理:電腦配色首先是找出配方與按配方混合后顏料光譜反射率間的關系。經過計算,找出顏料配比與顏色之間的關系。這一配色方法反映出了顏色變化的內在規律,通過計算機可快速、方便地得到相關數據。電腦配色的基本原理是利用Kubelka-Munk 理論,Kubelka-Munk 理論是現代廣泛使用的描述減色法混合配色的方程式:
K/S=(1-r)2/2r
r -波長λ下的反射率
K-涂料對光的吸收率
S-涂料對光的散射率
Kubelka-Munk 理論認為:當幾種色料相混合時,如果各色料之間不起化因此真正用于多色漿混合的涂料調色系統的方程式為:K/S=(C1K1+C2K2+┅Kw)/(C1S1+C2S2+┅Sw)C-顏料的濃度
基礎數據庫的建立:通常通過制作大量的漆樣樣板,一般是用相同色漿在不同基礎漆下按不同的比例制成漆樣刮板后測得其反射率數據,再利用Kubelka-Munk 理論,根據計算就可得到色漿與基礎漆的各種數據。
顏色配方預測:利用分光光度計讀出標準色板的光譜曲線,利用基礎數據庫,選擇合適的基礎漆和色漿,配色軟件就可以自動計算出顏色的配方。但由于色漿混拼性能的差異及其他各種復雜因素的影響,系統的第一預測配方有時會與標準樣顏色有差異,一般配色軟件有快速校正配方的功能,一般經過一次校正即可達到滿意效果。
調色:將校正后的顏色配方保存至調色軟件,利用調色機就可進行現場調色。亦可以利用顏色配方進行工廠調色,再利用顏色測配色系統進行產品顏色的控制和進一步校正。
結語
建筑涂料的配色,涉及多方面的知識,無論是人工調色,還是電腦調色,一般要求調色人員應具有基本的色彩學知識,在調色過程能夠快速運用色彩知識進行分析、判斷顏色;熟悉色漿的基本性能,在調色過程中能正確選擇色漿。
顏色測配色系統近幾年得到了廣泛的應用,它可以定量分析微小色差,消除許多人為因素造成的偏差,同時顏色測配色系統的建立給顏色生產和管理提供了科學化及標準化的管理依據.。在顏色測配色系統基礎上建立起來的電腦調色系統,可以在很大程度上降低涂料庫存,提高調色效率,使得工廠的遠程調色得以實現。