介绍了国内涂料行业在颜色管理方面的标准化进程和现状,并在国家标准《涂膜颜色测量方法》的基础上,讨论了几种通用和最新的颜色表示系统。

1、颜色管理发展及现状

回顾40年前的国内涂料行业,其在颜色管理方面还是非常落后的,基本处于无章可循的状态。在涂料生产中只是凭借自制的色卡对产品的颜色进行管理。
色卡的命名则采用习惯用语,如大红、海蓝、湖绿、中灰等。众所周知,漆膜的颜色是千变万化的,采用简单的习惯用语来区分颜色显然是不妥的。
另外,各涂料厂家所制备的同一名称的色卡,彼此之间的颜色差别很大。为了改变上述的混乱局面,全国涂料和颜料标准化组织在20余年前就起草了国家标准GB 1881—82《漆膜标准样本》,在国内涂料行业中用51个标准色样对漆膜的颜色进行规范(称之为标准色卡)。

其色卡颜色的命名除保留原习惯名称外,还在参照《孟塞尔系统表示颜色的方法》的基础上,加注了英文字母和数字。如大红R03、海蓝PB05、湖绿BG02、中灰B02等。通过上述系列工作,使得国内涂料行业在颜色管理方面朝着标准化的道路上迈进了一步,这对规范涂料产品及颜色控制方面起到了积极作用。

随着改革开放步伐的加快及采用国际标准和国外先进标准已定为我国基本国策的形势下,全国涂料和颜料标准化组织于20世纪90年代又相继起草了国家标准GB/T 3181—1995《涂膜颜色标准》和国家色卡标准GB 51001—94《漆膜颜色标准样卡》。
其色卡的数量也由原来的51个增加为83个,其色卡颜色的命名,除保留原方式外,还在参照国家标准GB/T 15608一1995《中国颜色样卡》(最新式GB/T 15608-2006)的基础上,加注了H,V/C(色调,明度/彩度值)。另外还在《涂膜颜色标准》的附录A中,列出了83个标准色样的三刺激值X10、Y10、Z10和色度坐标值x10、y10及L*、a*、b*值。举例见表1。

随着测色仪器在国内涂料行业中的不断普及,采用更先进的颜色管理方法已势在必行。为此,全国涂料和颜料标准化组织及时起草了国家标准GB 1l186.1—89《涂膜颜色的测量方法第一部分 原理》,GB 11186.2—89《涂膜颜色的测量方法第二部分 颜色测量》,GB 11186.3—89《涂膜颜色的测量方法第三部分 色差计算》。至此,国内涂料行业在颜色管理方面已经全面完成了与国际标准化的接轨,这对于建立国内涂料行业的颜色质量管理体系,以及为国内产品打人国际市场奠定了基础。

本文就国内外各种测色仪器能测得的、常用的几种表色系统、色差的计算方法以及在国内涂料行业中的应用做一扼要介绍。

2、H.V/C表色系统
为了便于了解颜色管理方面的机理,首先介绍颜色立体图(见图1)。
颜色立体是利用三维坐标把颜色知觉的三个属性(色调、明度和彩度)完整地表示出来。图中的每个具体空间位置均代表着一个特定颜色。
就颜色而言,它可分为非彩色和彩色两大类:非彩色是指白、黑及其中间不同程度的灰。而彩色是指非彩色之外的一切颜色。

2.1色调
色调又称色相,用H标号。它表示红、橙、黄、绿、青、蓝、紫或相邻中间色的颜色特征。在颜色立体图中用色调环来表述(见图2)。

色调环中的红(R)、黄(Y)、绿(G)、蓝(B)、紫(P)五色为主色。黄红(YR)、绿黄(GY)、蓝绿(BG)、紫蓝(PB)、红紫(RP)称为中间色。色调按需要还可以进一步细分,本文不再详述。

在国家标准GB 6749—86《涂膜颜色表示方法》中,将漆膜颜色的有彩色按其色调分成10类,另加无彩色共10类(见表2)。

2.2明度
明度与亮度成正比(见表2),用V标号。它表示明暗程度,以理想白为10,理想黑为0;在0~10之间按视觉的等距离划分,从0—10分为11级(见图3左标尺)。

2.3彩度
彩度又称饱和度,用c标号。它表示颜色的浓淡程度。在相邻彩度之间按视觉的等距离划分为0~20(见图3右侧标尺)。
通过对颜色3个基本属性的认识,可以看到任何颜色都可以用H.V/C(彩色)或NV(非彩色)来加以表示。以国家色卡标准GB 51001—94《漆膜颜色标准样卡》的83个样卡中的4个为例(见表4)
根据H.V/C值,可以对颜色进行分析、比较,从而达到指导配色、控制产品的目的。

3、Y10、x10、y10表色系统
测色仪器所测得的颜色三刺激值是各种表色系统的计算基础。针对国内涂料行业,首先介绍Y10、x10、Y10 1964补充标准色度系统。
其条件是视角为10°,在D65标准照明体下观察被测物体的反射色Y10为亮度系数,x10、y10是cIE 1964色度坐标图(见图4)。

色度坐标由下式确定:

图4中扇形曲线为光谱颜色轨迹,直线部分为绛紫轨迹。所有颜色均处于由这两条轨迹所围成的马蹄形面积之中。图中D65为cIE所推荐的标准照明体D65在色度图中的色度坐标(x10=O.3138、y10=0.3310)O点。
以标准中的湖绿色BG02(Y。。=44.37,x。o=0.2978,y。o=0.3545)为例来说明图4的使用方法。

(1)主波长:
在图中标出湖绿色的色度坐标点M。连接OM做直线延长与光谱轨迹交于F点,F点位于498nm处,此波长即为湖绿色的主波长,它表示湖绿色在D65照明体下所呈现的颜色色调。色调与波长之间的关系见表5。

湖绿色的色调处于绿色范围内,并且主波长接近纯绿色。

(2)饱和度:
在图4中,求OM与OF线段长度之比,即为湖绿色在此主波长下的饱和度。
OM=4,OF=50,则0M/OF=0.08。

饱和度表示颜色的浓淡程度,M点越靠近光谱轨迹,其饱和度越高,当M点落在光谱轨迹上时,其值为1(即为100%)。当M点越靠近O点时,颜色的饱和度越低。
湖绿色色样的饱和度是很低的,这表示它的色感比较弱。

(3)亮度:

Y10为亮度因数,其值越高越明亮。湖绿色色样的Y10值为44.37,说明颜色比较明亮。

附:补色主波长
以标准中的玫瑰红色RP03(Y10=13.02,x10=0.4151,y10=0.2701)为例,其色坐标点M’落在由光谱轨迹两端点与照明体D65的色度坐标点O所围成的三角区域内(见图4)。
连接0M’做直线延长与绛紫轨迹交于F”,可见它没有主波长,需用补色主波长来加以表示。反向做OM’直线延长与光谱轨迹交于F’,F’点即为玫瑰红色的补色主波长,位于493 nm处。
为了区别于主波长,规定在补色主波长前加以负号来表示,其饱和度用OM’/0F”表示。
采用主波长(或补色主波长)、饱和度、亮度因数来对颜色进行评定,比只用X10,Y10,Z10三刺激值来表示颜色其效果更为直观,也有利于对颜色的分析,因此Y10,x10,y10表色系统一直被广泛应用。
(未完待续)

作者:王晋海,窦明(北方涂料工业研究设计院,甘肃兰州730020)