книги из ГПНТБ / Ершов, А. П. Цвет и его применение в текстильной промышленности

1) между уровнем ощущения цвета (импульсами нервной системы Ук, Уз и Vc) и раздражениями приемников КЗС имеет место логарифмическая зависимость (закон Вебера — Фехнера); 2) эта зависимость для ощущения цветности (в координатах иа и t>pa) определяется разностью импульсов рецепторов v, но не

их отношением; 3) при расчетах следует учитывать импульсы, имеющиеся при

отсутствии раздражений приемников КЗС (темновой ток А). Для ощущения цветности можно написать:

Ур= k2{vc — ■пз) = k2In (C + A)—k2In (3 + A) —k2\n (3 T-^)-

Когда импульсы Ую V:i, Ус значительно больше темнового то­ ка А, то

На равноконтрастном графике с координатами va и пр точка ахроматического цвета (К = 3 = С) лежит в начале координат. Отрицательные значения координат указывают на изменение по­ рядка вычитания рецепторов. Кривые с постоянным значением

<Сэ

120

цветового тона расходятся из точки начала координат. Положение таких кривых определяется по постоянству отношения:

In

V

k =

аk2In

Насыщенность цвета пропорциональна квадратному корню из значения цветности:

Я : --y'vl+ vj = У \kx In ( | ^ ) Г + [ M n ( § q ^ ) ] 2.

Линии равных насыщенностей va , Урша диаграмме изобража­ ются в виде концентрических окружностей, центр которых совпа­ дает с началом координат.

На рис. 86 изображен равноконтрастный график, полученный

§3. РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗНООТТЕНОЧНОСТИ

Равноконтрастные цветовые графики дают возможность рас­ считать величину различия в ощущении цветов, близких друг к другу (разнооттеночность ДЕ) по положению точек цветности на равноконтрастной диаграмме или по величине разности коор­ динат тех же точек на цветовой диаграмме МКО. В 1939 г. Джадд вывел следующую расчетную формулу:

= 600 ] / K * ^ + 3!g ro[AV«f,

где V — среднее значение между V\ и К2 сравниваемых цветов на цветовом равноконтрастном графике Джадда; As2 — квадрат расстояния между точками с координатами g, г; ДК1/2— разность уу% — у Vj); k2— постоянная, зависящая от условий наблюдения

линии разграничения сравниваемых цветов. При узкой, но четкой границе Я = 120. Для узкой щели k = 90, а когда между полями имеется незначительная, но бросающаяся в глаза полоса, значе­ ние доходит до 30. Величина 600 служит переходным коэффици­ ентом к единицам NBS.

В 1942 г. Р. С. Хантер вывел формулу для расчета ДЕ, при­ менив для этого свою равноконтрастную систему, Ниже приво­ дится этот вывод в качестве примера построения подобных формул.

121

Положим, что точки А и В являются точками координатной системы а, р и У1/2 (рис. 87). Разнооттеночность АЕ оценивается прямой АВ. Проведем через точку А плоскость так, чтобы на ней расположился равноконтрастный график, а ось У1/2 располага­ лась перпендикулярно этой плоскости. Опустим перпендикуляр BD на плоскость равноконтрастного графика, и через точку .4

/Ш = у(Д а)2+ (Др)2; отсюда следует:

Д£ = У(Да)2+ (Др)2+ (Дг/1/2)2.

Для согласования выведенной формулы с результатами на­ блюдений в нее вводятся факторы шкалы ^i = 700 и /г2=100, а также величина f, являющаяся функцией глянца. В оконча­ тельном виде формула Хантера имеет вид

была модифицирована Ф. Скофильдом и представлена им в сле­ дующем виде:

ЛД = )/(Д 1)2 + (Аа)2 + ( Щ \

где AE = Li—L2; Д = a2~7L2a2\ b2 = 7L2fi2.

Эта формула позволяет получить расчетные данные, совпада­ ющие с визуальными наблюдениями, и используется на практи­ ке тогда, когда необходимо иметь особенно точные результаты. Следует указать на один из вариантов рассматриваемой форму­ лы Джадда — Хантера, имеющей вид:

Л,025 1[700у«(Да2 + Д82)«] + [100(Ау«)2])«.

122

В 1944 г. Никерсон и Штульц использовали равноконтраст­ ный график Мак-Адама и связали его со значениями координат цвета цветового тела атласа цветов Мюнселла. Полученные данные позволили им получить следующую расчетную формулу:

и приводятся в справочных таблицах. Значение / зависит от вы­ бора единицы разнооттеночности; при f= 40 результат вычисле­ ния выражается в единицах NBS. Последняя формула расчета

ДД = [ ( ^ - С Д / / ) 2+ ( 6Д Н ) 2+ ( - ^ - Д С ) 2] К.

Обе формулы основаны на использовании цветового тела ат­ ласа цветов Мюнселла. В формулах значениям Я, К и С соответ­ ствуют Hue, Value, Chroma Мюнселла. По Д. А. Шкловеру

Д Я = V (Д V a) 2 + (Д V p ) 2 + (Д V y ) 2;

С=0-у20 в зависимости от условий адаптации; &= 0,05-1-0,2.

В немецком стандарте DIN6164 рекомендуется формула Рих­ тера:

4 £ = [(->0- ^ . 4 д г ) г+ (-Ц Щ Д .Д5) + ( 4 D ) f ,

где D — светлота, 5 — насыщенность, Т — цветовой тон карты цветов немецкого стандарта.

123

Г Л А В А XI

ЦВЕТ В ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Восприятие цвета в текстильной промышленности играет ре­ шающую роль при оценке качества изделия. Над внешним видом текстильных изделий работают как художник, так и колорист. Успех этой работы во многом зависит от знания законов цветоведения.

Кроме рисунка и красок, на восприятие цвета влияет строе­ ние ткани (фактура). Так, восприятие цвета капроновой и шер­ стяной тканей, окрашенных одним и тем же красителем, будет различно.

Восприятие капрона связано с представлением о легкой, прозрачной ткани с четким рисунком переплетения, восприя­ тие шерсти — с непрозрачной тяжелой тканью. Такие ассо­ циации имеют место при характеристике текстильных материа­ лов; например, говорят о легких, прозрачных либо о тяжелых цветах.

Ткани из одного и того же волокна, но с разным ткацким ри­ сунком воспринимаются различными по цвету даже тогда, когда они окрашены одним и тем же красителем. Неровности краше­ ния и мелкие дефекты ткачества очень заметны на окрашенном материале, так как восприятие цвета таких участков ткани будет резко отличаться от восприятия цвета мест, не имеющих указан­ ных недостатков.

Восприятием цвета можно управлять, сосредоточивая свое внимание на цвете или фактуре материала. Так, если окрасить ткань в цвет, который «не бросается в глаза», то внимание на­ блюдателя сосредоточится на рисунке ткани. Чтобы «скрыть фактуру», ткань красят в насыщенные, близкие к спектральным цвета, например грубошерстные изделия красят в яркие красные или фиолетовые цвета.

Используемые в жизни ассоциации указывают на неотдели­ мость восприятия цвета от других зрительных восприятий. На­ пример, цвета красный, оранжевый, желтый и травянисто-зеле­ ный воспринимаются как «теплые», ассоциируясь с представле­ нием о нагретых телах, имеющих большой вес. Восприятие синего, сине-зеленого, фиолетового и пурпурного цветов ассоциируется с холодом, прозрачностью, воздушностью, и эти цвета назы­ вают «холодными».

Очень большое значение для восприятия цвета имеют глянец и блеск. Так, восприятие цвета матовых изделий довольно резко отличается от восприятия того же цвета изделий с блестящей или глянцевой поверхностью: на разноотражающих поверхно­ стях наблюдается «игра» светотеней и рефлексов (вторичных от­ ражений), что естественно приводит к резкому изменению вос­ приятия цвета.

124

§ 1. ВЫБОР ЦВЕТА ОКРАСКИ ТКАНИ

Цвет придается ткани двумя основными методами: а) краше­ нием ткани в какой-либо один цвет; б) печатанием — нанесени­ ем на поверхность ткани цветного узора или рисунка. Кроме то­ го, используются методы получения меланжевых и пестротканных изделий: применение волокон разных цветов и использова­ ние пряжи разных цветов.

Ткацкие и трикотажные изделия состоят из переплетения нитей. От вида этого переплетения, толщины, вида крутки и рав­ номерности толщины нитей зависит восприятие цвета изделия. Как упоминалось выше, выбор цвета окраски ткани зависит прежде всего от фактуры, поскольку восприятия цвета и формы не отделимы друг от друга. Внимание наблюдателя можно сосре­ доточить на красивом переплетении нитей и отвлечь от дефектов ткацкого рисунка или грубой крутки нитей. Достичь сосредото­ чения внимания можно выбором цвета окраски ткани. Так, «теп­ лые» насыщенные цвета оттеняют фактуру, а «холодные» и ахро­ матические отвлекают внимание от фактуры, сосредоточивая его на цвете. Этими опытными данными широко пользуются в тек­ стильной промышленности.

При выборе цвета ткани руководствуются ее назначением и модой. Например, при крашении технических тканей основное внимание обращают на практичность (например, маркость) и це­ левое назначение (защита, камуфляж и т. п.). Бытовые ткани окрашивают в разнообразные цвета, учитывая моду и назначе­ ние ткани. Так, ткани для пальто, костюмов, платья и верхней одежды хотя и красят в разнообразные цвета, но при этом цве­ товой охват для каждого вида одежды весьма ограничен.

Зависимость выбора цвета от моды сложна и постоянно меня­ ется, особенно от сезона к сезону. Но и в этих непостоянствах моды имеются свои закономерности. Так, для верхней тяжелой одежды из ткани с грубой фактурой используются «холодные», мало насыщенные цвета, более светлые для лета и более темные для зимы. Для верхней женской и детской одежды используют ткани с хорошей фактурой и красят их в «теплые» цвета, часто большой насыщенности. Насыщенные (броские) цвета использу­ ют для бытовых изделий реже, преимущественно для некоторых видов легкой ткани. Получение «модных» цветов достигается смесовым крашением для уменьшения как насыщенности, так и светлоты. Часто в этих целях используется смесь хроматиче­ ских и ахроматических цветов, а при печатании прибегают к ку­ пированию или используют краски с малым содержанием кра­ сителя.

На выбор цвета большое влияние оказывает эстетический фактор. Так, большинство людей лучшие оценки дают тканям, окрашенным полноцветными цветами. Насыщенные цвета отвле­ кают и раздражают человека, и большинство людей не дает им хорошей оценки. При добавлении к «теплым» цветам небольших

125

количеств «холодных» или ахроматических цветов появляется восприятие грязноватости (тупости) цвета. Такие смеси всегда получают невысокие оценки потребителей. Бытовые ткани, ис­ пользуемые при вечернем освещении, красят в цвета, характери­ стики которых даны для источника А. Такой источник обогаща­ ет ощущение «теплых» цветов, но при солнечном освещении те же цвета воспринимаются менее светлыми и менее насыщенны­ ми. «Холодные» цвета при вечернем освещении воспринимаются как более темные, чем при солнечном свете.

Выбор цвета ткани зависит также от оптических свойств во­ локна и от его строения. На прозрачных волокнах цвет ощуща­ ется более насыщенным, чем на непрозрачных. Так, цвет шелка всегда кажется более полноцветным, чем тот же цвет хлопчато­ бумажных изделий. Для получения большой насыщенности про­ зрачные волокна красят в «теплые» цвета, особенно маломаркие изделия из шерсти и шелка. Ворсованная ткань имеет благопри­ ятные условия для многократного отражения излучений ворсин­ ками ткани. Поэтому такие ткани воспринимаются менее светлы­ ми, но более насыщенными, чем неворсованные. При изменении наклона или длины ворса изменяются условия отражения, а вме­ сте с тем и цвет ткани. По тем же причинам вытертые места на текстильных изделиях очень сильно заметны на фоне невытертой ткани.

При выборе цвета ткани учитывается цвет неокрашенного волокна, так как цвет готового изделия зависит от суммы цветов красителя и волокна. При крашении отбеленной ткани устраня­ ется необходимость в поправке на цвет неокрашенной ткани и получается большая чистота цвета изделий.

Декоративные ткани окрашивают преимущественно в полно­ цветные цвета, но при этом принимают во внимание характер и степень освещенности их при эксплуатации, а также цвет окру­ жающих предметов. Для получения желаемого восприятия цвета сильно освещенных театральных декораций учитывается измене­ ние цветового тона при изменении яркости. Выбор цвета декора­ тивных тканей сложен. Часть ткани всегда будет находиться в тени, а на освещенную часть будут попадать блики (отраже­ ния) от окружающих предметов, часто имеющих иные цвета (рефлексы). Рефлексы цвета усиливают насыщенность цвета ткани, если цвета их совпадают, и уменьшают при несовпадении цвета вплоть до сильного падения насыщенности при дополни­ тельных цветах. Если декоративная ткань освещается несколь­ кими разными источниками, то на ней образуются цветные тени. Рефлексы и цветные тени могут гармонировать с цветом ткани или вызывать восприятие несовместимых цветов. Выяснением подобных сложных вопросов обычно занимается художник.

Выбор цвета сигнальных флагов определяется их назначени­ ем и изменением степени цветоразличения с расстоянием от фла­ га до наблюдателя. Так, синий цвет на расстоянии 700 м воспри­ нимается как темно-серый и не может быть определен. При кра­

126

шении сигнальных флагов вводят поправки на рассеивание излу­ чений так, чтобы цвет флага при эксплуатации воспринимался в соответствии с требованием.

При печати на ткань наносится какой-либо текстильный ри­ сунок, при этом применяется один или несколько цветов. От тек­ стильного рисунка требуется прежде всего соблюдение гармонии цвета и формы изделия. Часто для рисунка используются орна­ менты, сочетания различных геометрических фигур, цветов, пред­ метов и т. п. Ковровый рисунок сочетает в себе мелкие, часто правильные геометрические фигуры. Но эти сочетания выполня­ ются так, чтобы на изделии получились полноцветные цвета отдельных полей. При выборе цвета рисунка возникает ряд во­ просов, аналогичных тем, которые были рассмотрены выше. Мно­ гие из них могут быть решены иными средствами. Так, внимание наблюдателя легко отвлечь рисунком большого размера и тем «скрыть» фактуру. Но если хотят оттенить фактуру, применяют малые размеры рисунка, не «бросающиеся» в глаза.

При печатании большое значение придается сочетанию цвета и соблюдению гармонии. Кроме того, следует учесть явление контраста. Умело используя это явление, можно по желанию уве­ личить или ослабить насыщенность, получить резкие контуры рисунка и разнообразные цветовые эффекты.

§ 2. БЕЛИЗНА

Белизна, как и светлота, является количественной характери­ стикой ощущения цвета, но используется только для характери­ стики цвета несамосветящихся тел. Если под светлотой понима­ ется оценка нашим сознанием яркости, то белизной оценивается коэффициент яркости. Эта оценка определяется действием ряда факторов (адаптация, контраст) и при разных условиях освеще­ ния или наблюдения может быть различной. Так же, как и свет­ лоту, белизну можно представить как оценку нашим сознанием того общего, что имеется между сравниваемой и идеально белой поверхностью. Это представление применимо к любому цвету, но в текстильной промышленности его используют только для ахро­ матических цветов.

Белизна относится к одной из важнейших характеристик неокрашенных тканей, по которой судят о качестве изделия. Абсолютная величина белизны определяется по числу порогов между образцом и идеально белым эталоном. В качестве этало­ на используется пластинка, покрытая окисью магния с учетом отклонения ее белизны от белизны идеально белой поверхности. Такой метод измерения совершенно непригоден для текстильной промышленности, и здесь довольствуются установлением тожде­ ства белизны образца и эталона по тождеству коэффициентов яркости. Так, ГОСТ 9715—61 требует, чтобы коэффициенты яр­ кости сравниваемых образцов не отличались друг от друга более

127

чем на ±0,5% при измерении в монохроматическом излучении длиной волны в 540 нм.

Проведены большие работы по изысканию формул для рас­ чета белизны по данным спектрофотометрических или колори­ метрических измерений, чтобы расчет соответствовал визуаль­ ным определениям. Эти формулы рассчитаны для определения белизны ахроматических цветов и могут быть использованы толь­ ко для определенных методов повышения белизны ткани. Белиз­ на текстильных изделий повышается одним из следующих методов:

1)химическим или физическим, воздействием (беление, мытье, чистка);

2)подцветкой синими красителями или пигментами;

3)оптическими отбеливающими веществами.

Каждый из указанных методов приводит к повышению белиз­ ны, но не всегда повышается коэффициент яркости. Хи­ мические и физические ме­

белизны.

На рис. 88 представлены спектры отражения образца хлопча­ тобумажной ткани до и после беления. Как видно из рисунка, беление увеличивает отражательную способность ткани, одновре­ менно удаляя вещества, придающие ткани желтизну. Последнее хорошо заметно по непропорционально большому увеличению отражения в коротковолновой части спектра. Таким образом, при химических и физических методах повышения белизны мож­ но использовать расчетные формулы, основанные на данных об отражательной способности ткани. В качестве примера приво­ дится формула Стефансона, имеющая вид:

и 670 нм.

При использовании поправочного коэффициента 0,91 данные расчета достаточно хорошо сходятся с данными визуального на­ блюдения. Более точные результаты получаются при применении формулы Стефансона, измененной Гаррисоном:

128

W= 1 0 0 - н + в.

В этой формуле часто используется поправочный коэффициент, равный 0,81.

В качестве критерия белизны применяется также величина изменения коэффициента яркости при излучении в 450 нм. Но такой метод дает большие расхождения с данными визуального наблюдения, если образцы различаются по цветности. Поэтому чаще сравнивают средний коэффициент яркости, определенный по значению координаты цвета у, найденной при помощи объек­ тивного колориметра.

Кроме рассмотренных выше предлагаются также методы, основанные на использовании равноконтрастных графиков цве­ та. Некоторые из этих фор­ мул не лишены практическо­ го интереса. Повышение белизны подцветкой синими красителями или пигмента­ ми основано на субтрактив­ ном синтезе ахроматических цветов. Окрашивая послед­ нее в синий цвет, дополни­ тельный к желтому, удается устранить ощущение жел­ тизны изделия. При этом методе необходимо брать определенное количество подцветки, так как избыток ее приведет к ощущению си­ него цвета и уменьшению белизны. В качестве под­

цветки используют раствор индигокармина или дисперсию синьки.

На рис. 89 представлены спектры отражения небеленой хлоп­ чатобумажной ткани, подцвеченной разной концентрацией синь­ ки на волокне. Малая концентрация синьки приводит к пониже­ нию отражения по всему спектру. Повышение концентрации синьки на волокне мало влияет на изменение спектра в коротко­ волновой части, но сильно уменьшает отражение по остальной части спектра, что приводит к появлению ощущения синего цве­ та. Общий эффект подцветки сводится к понижению количества отраженного излучения при общем повышении белизны. В дан­ ном случае невозможно связать изменение отражения с белиз­ ной. В качестве примера формул, пригодных для расчета белиз­ ны при подцветке, приводится формула Селлинга:

129