颜料染料与色度

颜料反射率越大，能进入色料被吸收的光量就小，着色 力也小。
颜料晶粒形状有规则不利于着色力。 形状为无规则的晶粒，表面不光滑，则对光散射性强， 有利于对光的吸收，着色力好。
二、染料的着色力
染料的着色力，除了受颜色物本身性质的影响外，还 受到纤维的折射率、透明性、表面状态以及染料与纤 维的结合状态等因素的影响 。 表示染料在某染色浓度时的给色量（单
蓝色颜料着色力与分散度的关系
粒度分布（%）
颜料 <1.25μm 1.25~2.5μm 2.5~5μm 5~10μm 着色力（%）
10~20μm
1#
0
0
12
62
26
35
2# 3# 4#
3 13 93
12 52 3
77 32 1
8 3 3
Hale Waihona Puke 0 0 0110 145 180
粒度分布中粒径小的比例大，则着色力也大。
四、染色物的热变色性能
染料在固着于纤维后的分子缔合度，随着温度的变 化有可逆的变化。加热时各染料分子的动能高，分 子间缔合度小；冷时各染料分子靠分子间力重新增 加缔合度，织物的色光也随着染料缔合度的变化而 变化。 还原染料未经皂煮颜色不稳定的，热变色性较强， 而且冷却后一般不具有颜色可逆性 。
经过了皂煮和烘干后的染色物再经高温也可能会变 色，并且冷却后也不易达到颜色完全回复。
C：遮盖力
C＝1时遮盖力最好，C值越小则遮盖力越差 。
遮盖力好意味着能用较少的色料对较大面积的物体着色。
一、遮盖力与折射率的关系 折射率大的色料遮盖力好。
白色颜料的折射率 遮盖性低的颜料 折射率 遮盖性高的颜料 滑石粉 二氧化硅 碳酸镁 碳酸钙 1.49 1.55 1.57 1.58 氧化锌 锐钛型钛白粉 金红石型钛白粉 折射率 2.08 2.55 2.72
第四章 染料和颜料的着色性能
染料:与染色对象有一定的亲和力，可通过水溶
液或其他介质对纤维上染固着，并具有一定的染 色牢度。
颜料:不溶于介质（水或油等），且不能上染纤
维，仅靠黏合剂机械地固着在纤维上的 一类有色 物质，要求具有适当的着色力和遮盖力，高分散 度和对光的稳定性 。
第一节 染料的发色
一、染料对光波的吸收作用
染料的颜色 （1）反射曲线在波峰对应的波长，或波谷对应波 长光谱色的补色波长即为该染料的基本色相。 （2）若反射曲线较为平坦，波峰波谷起伏较小， 则饱和度低。 （3）总的光谱反射率越大，物体色越明亮。
60 50 B蓝
100
80
反射率/%
反射率/%
40 P紫 30 20 C青
60
40
Y黄 O橙
G绿 黄 10 G
电子跃迁的概率和跃迁矩的平方成正比。 用跃迁矩大小来估算吸收强度，电子光谱吸收强 度取决于电子跃迁的概率。 吸收强度 小于103称为“禁戒”跃迁 大于103称为“允许”跃迁
跃迁矩越大，吸收强度越高，颜色越浓。
第二节 颜色鲜艳度
一、理想颜色
反射光谱波段越窄，色光越纯，但反射光能量比例和 光度比例也相应减少 。 在某光谱段内的反射比为1，而在其他光 理想颜色 谱段内的反射比为零的分布曲线。
振动能级间隔较大，十至几十个kJ/mol。
电子能级间隔最大，能级间隔约100～1000kJ/mol ， 并随与原子核距离的远近不同而不同。 物体在光照下是否发生辐射的能量范围，决定于电 子能级是否在可见光辐射的能量范围。 一般染料的颜色主要由共轭π电子的激发吸收光 量子而产生 。
（二）吸收谱带分布 色料分子振动能级的变化会影响吸收光谱。 在基态时，绝大部分分子处于最低振动能级。 发生电子跃迁时，它们可以处于电子激发态的不同振动 能级。
二、遮盖力与颜料颗粒大小和分散度的关系
色料颗粒越细，在另一介质中分散度越好，浓度越 大，则遮盖性越好。但是色料的细度有一限度，即 当颗粒尺寸小于可见光波长时，将发生光的衍射， 使反射现象消失而变得透明。
三、色料的晶体形状对遮盖力的影响
有些颜料的遮盖力随着它们的晶体结构不同而有差异。
第五节 染料在织物上的一般着色性能
五、丝光的影响
丝光后，棉纤维结构发生变化，截面由瘪的腰子形 变成近圆形，胞腔几乎消失。在丝光纱线或织物上， 由于纤维的膨化和施加张力，纤维表面变得光滑了， 并且纤维排列更加整齐，从而减少了光线的漫反射， 反射光线更有规律，因而增加了光泽，可提高染色 织物的鲜艳度 。
六、染后固色对颜色的影响
固色处理对染色物的影响程度，因所用染料和固色 剂的种类不同而不同。
只有当染料分子达到一定浓度不形成或少形成 分子聚集体时才达到最好的艳度。
（三）染料中杂质的影响 杂质破坏了染料吸收光谱的单色性，导致艳度降低。
第三节 着色力
着色力是指物料吸收色光的能力。
一、颜料的着色力
某一颜料与另一颜料在介质中均匀混合形成目 的颜色的能力。 颜料的着色力取决于本身的化学结构与其在介质 中的分散度（分散度越大，着色力越大 ）以及 颜料对光的反射率。
三、后整理助剂对织物颜色的影响
合成纤维及其混纺物进行各种整理时，染料将向纤维 表面的整理剂层转移。出现色萎、色浅、色变等现象， 并且染色牢度降低。 纯棉织物经树脂整理后，破坏纯棉的丝光效果、减少 光泽，使颜色艳度和明度降低。 经过柔软剂处理，棉纤维的表面光洁度提高，可增加 纤维的反射光量，明度和鲜艳度都得到提高。 化学整理可能会使某些染料（如蒽醌类）褪色 。
第六节 染整工艺对颜色的影响
一、轧染与竭染的比较
（一）染色浓度比较
竭染浓度(owf)×上染百分率 ≈轧染浓度(g/L)×固色率×轧液率／10轧染液密度 （二）色光和彩度比较 由于轧染和浸染时工艺条件不同，使染料与纤维大 分子结合的状态不同，或者在纤维内聚集形成结晶 的晶型不同而造成:在同样的视觉深度下，轧染色样 和浸染色样有时会表现出色光和彩度的差别。
激发态
E
基态 (a) (b) (c)
极性溶剂对分子跃迁能的影响
三、染料对织物疵点的遮盖性
对于稀密路较严重的坯布，可考虑染浅色或印花。 具有卤化结构、大分子结构及杂环结构的还原染料对布 面的白星有遮盖效果。 用活性染料对棉织物染色，对白星的遮盖优于还原染料， 尤其是活性染料的冷轧堆工艺、可以得到均匀的染色效 果。 染料上染速率低，移染性差、提升力低的染料对合成纤 维或织物遮盖性差，反之较好。
（三）匀染性比较 竭染法容易出现布面色花及批与批之间的色差 （“缸差”）。 轧染法容易产生左右色差、前后色差、正反 面色差（“阴阳面”）、色花 。 （四）染色法比较
竭染法时间长，效率不高，操作技术性强，颜 色重演性不好。但是换色灵活，适于小批量多 品种的染色 。 轧染法连续操作，生产效率高，颜色重演性好， 适合于连续化大生产，质量也易控制。
二、皂煮
皂煮首要目的是去除染色物的表面浮色，还可以提高 某些染料的耐日晒牢度。大多数还原染料经过皂煮后， 染料分子可在纤维内形成缔合体，提高了染色物的耐 晒牢度 。 由于皂煮后染料的聚集结构不同，会改变纤维内染 料的色光。很多还原染料在高温皂煮后往往变色。
A
B
还原染料隐色体与氧化皂煮后染料在纤维素纤维中 的存在状态示意图
三、影响染料鲜艳度的因素
（一）染料结构的影响
染料分子内或染料分子间与金属形成稳定的五环 或六环络合物，如果影响到染料的发色体系，一般 会使染料颜色变暗变深。 减少染料原子核相对振动，可使颜色变得鲜艳。 杂环类染料一般较鲜艳 。
（二）染料聚集体大小的影响 固溶体颜色很淡时，反射(或透射)光中含有较高比 例的白光，鲜艳度不好；固溶体颜色很浓时，染料 分子形成二聚体或多聚体，鲜艳度也不好。
激发态
激发态
E
υ'=3 υ'=2 υ'=1 υ'=0
υ'=3 υ'=2 υ'=1 υ'=0
E
基态
基态
υ=2 υ=1 υ=0 r0 r'0
υ=2 υ=1 υ=0 r0 核间距离
核间距离
双原子分子位能曲线
双原子分子位能曲线
r0 ' r0
r0 ' r0
（三）吸收强度
跃迁概率的大小随该物质分子受电磁波作用时所 产生的瞬间偶极矩大小而变化。
二、染料吸收光谱的量子概念
（一）吸收波长 普朗克定律
E Ee E Er
Ee：电子运动能量； Eν：原子核振动能量； Er：分子的转动能量。
υ'=2 υ'=1 E1 υ'=0 υ=2 υ=1 E0 υ=0
E0、E1：电子能级
E
υ、υ’：振动能级
分子能级变化示意图
分子转动能级变化的间隔很小 ，一般小于4kJ/mol。
位质量染料在单位质量纤维上染色表现的色 泽浓淡）大小。
深染性
是衡量不同染料间着色力的最主要指标， 和染料的其他指标一起决定了染料的价 值。
表示在一定的染色工艺条件下染 料对纤维的最高染色深度 。
提升性
也表示了染料随染色浓度的加大其 给色量增加的程度 。
第四节 遮盖力
R黑、R白：涂色处的反射率
C＝ R黑 ／ R白
一、染料对织物的上染
染料的分子大小
染料分子的结构
影响染料上染的因素
染料与纤维亲和力
纤维的致密性
二、同种染料在不同纤维中产生不同颜色的现象
同种染料在不同纤维中可能有不同的颜色。 染料在不同极性 的纤维中发色性 不同，可以看成 是溶剂—溶质间 相互作用的一种 特殊情况。此时 的染料分子被牢 牢地保持在具有 极性性质的纤维 分子环境。
Y(λ)
：样品色主波长λ的亮度；
Y：样品色的亮度； Pc：样品色的色度纯 。 y，y0，yλ分别是样品色、 光源色和光谱色的色度坐标。