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家蚕彩色茧丝研究中的色彩学应

2005-6-1  
家蚕彩色茧丝已由安徽省农科院蚕桑研究所与安徽省丝绸股份有限公司共同研制成功,它是采用在蚕的食物(人工饲料与桑叶)中添加色素,从而使蚕吐出彩色茧丝。该项技术属国内首创,达国际先进水平。这是一项科技水平高的科研成果,这其中包含有多种学科知识的综合应用,如:养蚕学、生物化学、化工学、缫丝学以及运用了美术专业相关的色彩学等理论。色彩理论在其中的应用为家蚕彩色茧丝的研究大大地缩短了时间,同时减少了许多工序,降低了劳动成本,为早出成果,快出成果起到了一定的作用。色彩学在实验中是如何运用的呢?下面将作简要论述。

  色彩是光刺激眼睛后传到大脑的视觉中枢而产生的一种感觉。光是产生色的原因,色是光被感觉的结果。光并不等于色,它只是能引起色彩感觉的客体。色是人的视觉对光反应的产物。色彩的产生(被感觉)需经过如下的过程: 光源(直光)--物(反射光、透射光)--眼(视神经)--脑(视觉中枢)--产生色感反应(知觉)。

  现代色彩学把色彩分为两大类,及有色系和无色系。无色系指的是黑和白。有色系即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。在色相环中细分为24色(日本色彩研究所的色立体),甚至更多。美国色彩学家孟谢尔的色彩体系中色立体的色相环可细分到100个色相。在家蚕彩色茧丝的研究中,面对如此众多的色彩,让人感到眼花缭乱。单是每一种色彩要作不同品种,不同浓度的实验,这其中的劳动强度就较大,如果将所有的色彩一一实验这将是一项庞大的实验过程,其时间周期长,资金、工作量大是不可想象的。负责色素筛选工作的研究人员运用色彩学原理,从色彩三原色开始研究,大大地缩小了实验范围,减少了实验中的盲目性。何谓色彩的三原色呢?就是说三色的任何一色,都不能用另外两种原色混合产生,而其他色可由这三色按一定的比例混合出来,这三个独立的色称之为三原色(或三基色)。三原色可分为色光三原色与色料三原色。在彩色茧丝的研究中运用的就是色料三原色,色料三原色是品红、柠檬黄、湖蓝。用不同色素品种,不同的浓度进行实验。结果表明,色素浓度与色茧的深浅基本成正比关系。但这方面的具体实验还有待进行。

  孟谢尔色立体 孟谢尔色立体色相环

  在家蚕彩色茧丝研制中,还要应用色彩三要素理论。色彩三要素,既是色彩三属性,它们是:色相、纯度、明度。

  色相:指色彩的相貌,确切地说是依据波长来划分色光的相貌。可见色光因波长的不同,给眼睛的色彩感觉也不同,每种波长色光的被感觉就是一种色相。依色相序列关系排列为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。前面所说的选择三原色为实验的重点,就是从色相上进行的选择。

  纯度:是指色光波长的单纯度,也称之为艳度、彩度、饱和度。一个色掺进了其他成份,纯度将变低。实验结果是,彩色茧丝的纯度与色素浓度成正比,及色素的浓度越高,茧子的彩度越高。色素的浓度降低,彩茧的彩度也随之降低。

  色彩的明度:指色彩的明亮程度。白色物体对光的反射率最高,明度最大。黑色物体对光几乎不反射,因而明度最低。孟谢尔色立体将明度[黑、白、灰]共分为11个等级,最高明度为10,表示理想白,最低明度为0表示理想黑。实验结果表明,彩茧的明度与色素浓度成反比。及色素的浓度越高,彩茧的明度越低。色素的浓度降低,彩茧的明度提高。

  在实验中发现,无论添食色素浓度多大,所得到的彩色茧丝都为不同深浅的淡色系列:粉红、淡黄、浅蓝等。在此可以用以上的色彩理论得到解释。蚕茧是属无色系的白色,就如同白色颜料,在其中混入有色系中的色彩(色素)时,是色彩与白色的调和。白+颜色=浅颜色。彩度会提高,得到的色彩自然是浅色系。随着色素浓度的增加,彩茧的明度会降低,纯度会提高。因此无论色素浓度多大,都不可能得到与色素纯度相同的色茧。浓度太高,蚕体对色素的承受力会减弱。色素浓度加大到一定程度,蚕会出现虚弱,严重的会出现死亡。另外,色素浓度加大,生产成本也随之提高。因此,正确看待色彩的纯度,合理的使用色素的浓度是非常重要的。

  不同色相色素的着色力也不同。三原色中,黄色的着色力最强,红色其次,蓝色最弱。

  在实验出三原色彩茧后,如何得到更多色彩的彩茧,科研人员在此应用了色彩的混合原理。就是将两种不同的原色相混可得到它们的三间色,也称二次色。红+黄=橙、红+蓝=紫、黄+蓝=绿。以及两种不同间色相混可得到许多复色,也称三次色。从而填补了色立体中其余的颜色。初步实验证明这种色素的混合是可行的。现已研制出浅橙色、浅绿色。随着实验深入进行,更多色彩的彩茧将不断产生。

  但是目前色彩学在彩色茧丝研究中还存在着一些不完善的地方,这突出表现在彩色茧丝的色彩与色标、色谱的严重脱节。这将阻碍着彩色茧丝的大规模生产。色相混杂的彩丝是不能按照人的意愿织出美丽的织物。这要求有一个统一的色彩标准。这一标准是要建立在广泛使用的国际标准色立体的基础上。目前国际上普遍采用《孟谢尔颜色图谱》,如5R/4/14表示你所用的是孟谢尔色立体,色相为第5号,明度为4,纯度为14的纯红色,无论你的色彩拿到哪个国家都不会出现色偏差。色彩是千差万别的。如红与黄的混合产生橙色,而不同比例的红和黄调和,又能产生出无数种这一系列的橙色(黄味红、红橙、橙、黄味橙、黄橙、红味黄等)。不利用色彩标准图谱来分辨是不行的。现在必须建立家蚕彩色茧丝的色彩标准体系,要把彩茧的色性与色素的浓度、性能紧密的相结合。从感官目测与定性、定量相结合,只有这样才能为进行大规模的工业化生产铺平道路。

  孟谢尔色立体的纵断面

  在目前利用色素添食研制家蚕彩色茧丝的试验中,生产出的彩色茧丝存在着色彩不均匀现象,这除了与蚕品种的性状、养蚕技术、添食方法有关,还与色素的性能有关,染料色素间的混合存在着一定的随意性等因素,这主要是因为参与彩色茧丝研究的科技人员,对色彩理论知识认识不够所造成的,学习并掌握色彩理论知识对家蚕彩色茧丝的研究将起着十分重要的作用。

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