颜料染料与色度

1、 染料染料:与染色对象有一定的亲和力，可通过水溶与染色对象有一定的亲和力，可通过水溶液或其液或其他他介质对纤维上染固着，并具有一定的染介质对纤维上染固着，并具有一定的染色牢度色牢度。颜料颜料:不溶于介质（水或油等），且不能上染纤不溶于介质（水或油等），且不能上染纤维，仅靠维，仅靠黏黏合剂机械地固着在纤维上的合剂机械地固着在纤维上的 一类有色一类有色物质，要求具有适当的着色力和遮盖力，高分散物质，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度和对光的稳定性 。第一节第一节 染料的发色染料的发色一、染料对光波的吸收作用一、染料对光波的吸收作用染料的颜色染料的颜色 （1）反射曲线在波峰对应的

2、波长，或波谷对应波）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，）若反射曲线较为平坦，波峰波谷起伏较小，则饱和度低则饱和度低。（3）总的光谱反射率越大，物体色越明亮）总的光谱反射率越大，物体色越明亮。 4005006007000102030405060G黄C青P紫B蓝 波长/ nm反射率/%G绿400500600700020804010060R红M洋红O橙Y黄波长/nm反射率/%高彩度物体色的分光反射曲线高彩度物体色的分光反射曲线 黄黄红物体色的分光反射率对比红物体色的分光反射率

3、对比 色料能选择性吸收一定波长的光波的原因：色料能选择性吸收一定波长的光波的原因：色料中分子、原子对入射光引起的共振色料中分子、原子对入射光引起的共振 。Ehh cE：为光子的能量为光子的能量；H：普朗克常数普朗克常数；：光波的频率：光波的频率；：光波光波波长波长；c：光在真空中的传播速度光在真空中的传播速度。 二、染料吸收光谱的量子概念二、染料吸收光谱的量子概念Ee：电子运动能量电子运动能量；E：原子核振动能量原子核振动能量；Er：分子的转动能量分子的转动能量。（一）吸收波长（一）吸收波长erEEEE普朗克定律普朗克定律E1E0E=2=1=0=2=1=0 E0、E1：电子能级：电子能级、：振

4、动能级振动能级分子能级变化分子能级变化示意图示意图 分子转动能级分子转动能级变化的间隔很小变化的间隔很小 ，一般小于一般小于4kJ/mol。振动能级振动能级间隔较大间隔较大，十至几十个十至几十个kJ/mol。电子能级电子能级间隔最大间隔最大，能级间隔约能级间隔约1001000kJ/mol ，并随与原子核距离的远近不同而不同并随与原子核距离的远近不同而不同。物体在光照下是否物体在光照下是否发生发生辐射的能量范围，决定于电辐射的能量范围，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一般染料的颜色主要由共轭电子的激发吸收光电子的激发吸收光量子而产

5、生量子而产生 。色料分子振动能级的变化会影响吸收光谱色料分子振动能级的变化会影响吸收光谱。在在基态基态时，时，绝大部分分子处于最低振动能级绝大部分分子处于最低振动能级。发生电子跃迁时发生电子跃迁时，它们，它们可以处于电子激发态的不同振动可以处于电子激发态的不同振动能级能级。 （二）吸收谱带分布（二）吸收谱带分布E=2=1=0=2=1=0核间距离=3r0r0基态激发态双原子分子双原子分子位能曲线位能曲线 00rr E=2=1=0=2=1=0核间距离=3r0基态激发态双原子分子双原子分子位能曲线位能曲线 00rr （三）吸收强度（三）吸收强度跃迁跃迁概概率的大小随该物质分子受电磁波作用时所率的大小

6、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产生的瞬间偶极矩大小而变化。电子跃迁的电子跃迁的概率概率和跃迁矩的平方成正比和跃迁矩的平方成正比。用跃迁矩大小来估算吸收强度用跃迁矩大小来估算吸收强度，电子光谱吸收强电子光谱吸收强度取决于电子跃迁的度取决于电子跃迁的概概率率。吸收强度吸收强度 小于小于103称为称为“禁戒禁戒”跃迁跃迁 大于大于103称为称为“允许允许”跃迁跃迁跃迁矩越大，吸收强度越高，颜色越浓跃迁矩越大，吸收强度越高，颜色越浓。第二节第二节 颜色鲜艳度颜色鲜艳度一、理想颜色一、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反射光谱波段越窄，色光越纯，但反射光能量比

7、例和光度比例也相应减少光度比例也相应减少 。在某光谱段内的反射比为在某光谱段内的反射比为1，而在其他光，而在其他光谱段内的反射比为零的分布曲线谱段内的反射比为零的分布曲线。理想颜色理想颜色400500600700蓝绿黄红黄橙红深红蓝绿400500600700波长/nm000000111111反射比几种不同色相理想颜色几种不同色相理想颜色示意图示意图 二、艳色二、艳色艳色艳色 在同主波长一系列的色光中具有最大单色在同主波长一系列的色光中具有最大单色 光光度的颜色光光度的颜色。 ( )cYPYY：样品色主波长：样品色主波长的亮度的亮度；00cyyPyyy，y0，y分别是分别是样品色、样品色、光源色

8、和光谱色的色度坐标光源色和光谱色的色度坐标。 ()Y：样品色的亮度：样品色的亮度；Pc：样品色的色度纯样品色的色度纯 。光谱轨道上的颜色不一定是艳色光谱轨道上的颜色不一定是艳色。 艳色的评定艳色的评定 1. 用用CIEL*a*b*色间中的彩度值色间中的彩度值c*表示表示； 2.艳度系数艳度系数A表示表示：ACDD：颜色的主波长颜色的主波长值值 A在在0.1以上以上时时可以认为颜色鲜艳，可以认为颜色鲜艳，A值越大越鲜艳。值越大越鲜艳。三、影响染料鲜艳度的因素三、影响染料鲜艳度的因素 染料分子内或染料分子间与金属形成稳定的五环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

9、发色体系，一般或六环络合物，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，可使颜色变得鲜艳减少染料原子核相对振动，可使颜色变得鲜艳。 （一）染料结构的影响（一）染料结构的影响杂环类染料一般较鲜艳杂环类染料一般较鲜艳 。（二）染料聚集体大小的影响（二）染料聚集体大小的影响 固溶体颜色很淡时，反射固溶体颜色很淡时，反射(或透射或透射)光中含有较高比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，鲜艳度也不好分子形成二聚体或多聚体，鲜艳度也不好。只有当染料分子达到一定浓度

10、不形成或少形成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分子聚集体时才达到最好的艳度。（三）染料中杂质的影响（三）染料中杂质的影响杂质破坏了染料吸收光谱的单色性，导致艳度降低杂质破坏了染料吸收光谱的单色性，导致艳度降低。第三节第三节 着色力着色力一、颜料的着色力一、颜料的着色力着色力着色力是指是指物料吸收色光的能力物料吸收色光的能力。 某一颜料与另一颜料在介质中均匀混合形成目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，着色力越大中的分散度

11、（分散度越大，着色力越大 ）以及）以及颜料对光的反射率颜料对光的反射率。颜料颜料粒度分布（粒度分布（%）着色力（着色力（%）1.25m1.252.5m2.55m510m1020m1#00126226352#31277801103#135232301454#933130180蓝色颜料着色力与分散度的关系蓝色颜料着色力与分散度的关系 粒度分布中粒径小的比例大，则着色力也大粒度分布中粒径小的比例大，则着色力也大。 颜料反射率越大，能进入色料被吸收的光量就小，颜料反射率越大，能进入色料被吸收的光量就小，着色着色力也小力也小。颜料晶粒形状有规则不利于着色力颜料晶粒形状有规则不利于着色力。形状为无规则的晶

12、粒，表面不光滑，则对光散射性强，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，有利于对光的吸收，着色力好着色力好。 二、染料的着色力二、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维的结合状态等因素的影响 。深染性深染性 表示染料在某染色浓度时的给色量（表示染料在某染色浓度时的给色量（单单位位质量质量染料在单位染料在单位质量质量纤维上染色表现的色纤维上染色表现的色泽浓淡泽浓淡）大小）大小。是衡量不同染

13、料间着色力的最主要指标，是衡量不同染料间着色力的最主要指标，和染料的其和染料的其他他指标一起决定了染料的价指标一起决定了染料的价值。值。提升性提升性表示在一定的染色工艺条件下染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料对纤维的最高染色深度 。也表示了染料随染色浓度的加大其也表示了染料随染色浓度的加大其给色量增加的程度给色量增加的程度 。第四节第四节 遮盖力遮盖力R黑黑、R白：白：涂色处的反射率涂色处的反射率C：遮盖力遮盖力CR黑黑R白白C1时时遮盖力最好遮盖力最好，C值越小则遮盖力越差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遮盖力好意味着能用较少的色料对

14、较大面积的物体着色。 一、遮盖力与折射率的关系一、遮盖力与折射率的关系折射率大的色料遮盖力好折射率大的色料遮盖力好。 遮盖性低的颜料遮盖性低的颜料折射率折射率 遮盖性高的颜料遮盖性高的颜料折射率折射率滑石粉滑石粉1.49氧化锌氧化锌2.08二氧化硅二氧化硅1.55锐钛型钛白粉锐钛型钛白粉2.55碳酸镁碳酸镁1.57金红石型钛白粉金红石型钛白粉2.72碳酸钙碳酸钙1.58白色颜料的折射率白色颜料的折射率 二、遮盖力与颜料颗粒大小和分散度的关系二、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

15、度有一限度，即大，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，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。 第五节第五节 染料在织物上的一般着色性能染料在织物上的一般着色性能一、染料对织物的上染一、染料对织物的上染影响染料上染的因素影响染料上染的因素染料的分子大小染料的分子大小 染料分子的结构染料分子的结构染料与纤维亲和力染料与纤维亲和力 纤维的致密

16、性纤维的致密性 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。 染料在不同极性染料在不同极性的纤维中发色性的纤维中发色性不同，可以看成不同，可以看成是溶剂是溶剂溶质间溶质间相互作用的一种相互作用的一种特殊情况。此时特殊情况。此时的染料分子被牢的染料分子被牢牢地保持在具有牢地保持在具有极性性质的纤维极性性质的纤维分子环境分子环境。激发态基态(a)(b)(c)E极性溶剂对分子跃迁能的影响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三、染料对织物疵点的遮盖性对于稀密路较严重的坯布

17、，可考虑染浅色或印花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，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尤其是活性染料的冷轧堆工艺、可以得到均匀的染色效果果 。染料上染速率低，移染性差、提升力低的染料对合成纤染料上染速率低，移染性差、提升力低的染料对合成纤维或织物遮盖性差，反之较好维或织物遮盖性差，反之较好。 第六节第六节 染整工艺对颜色的影响染整工艺对

18、颜色的影响一、轧染与竭染的比较一、轧染与竭染的比较（一）染色浓度比较（一）染色浓度比较竭染浓度竭染浓度(owf)上染百分率上染百分率轧染浓度轧染浓度(g/L)固色率固色率轧液率轧液率10轧染液轧染液密度密度（二）色光和彩度比较（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的晶型不同而造成:在同样的视觉深度下，轧染色样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和浸染色样有时会表现出色光和彩度的差别。（三）匀

19、染性比较（三）匀染性比较（四）染色法比较（四）染色法比较竭染法容易出现布面色花及批与批之间的色差竭染法容易出现布面色花及批与批之间的色差（“缸差缸差”）。 轧染法容易产生左右色差、前后色差、正反轧染法容易产生左右色差、前后色差、正反面色差（面色差（“阴阳面阴阳面”）、色花）、色花 。竭染法时间长，效率不高，操作技术性强，颜竭染法时间长，效率不高，操作技术性强，颜色重演性不好。但是换色灵活，适于小批量多色重演性不好。但是换色灵活，适于小批量多品种的染色品种的染色 。轧染法连续操作，生产效率高，颜色重演性好，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，质量也易控制适合于连续化大生

20、产，质量也易控制。 二、皂煮二、皂煮皂煮首要目的是去除染色物的表面浮色皂煮首要目的是去除染色物的表面浮色，还可以提高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，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晒牢度 。由于皂煮后染料的聚集结构不同由于皂煮后染料的聚集结构不同，会改变纤维内染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料的色光。很多还原染料在高温皂煮后往往变色。AB还原染料隐色体与氧化皂煮后染料在纤维素纤维中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

21、状态的存在状态示意图示意图 三、后整理助剂对织物颜色的影响三、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。表面的整理剂层转移。出现色萎、色浅、色变等现象，出现色萎、色浅、色变等现象，并且染色牢度降低并且染色牢度降低。纯棉织物经树纯棉织物经树脂脂整理后，破坏纯棉的丝光效果、减少整理后，破坏纯棉的丝光效果、减少光泽，光泽，使颜色艳度和明度降低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，纤维的反射光量，明度和鲜艳度都得到提高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）化学整理可能会使某些染料（如蒽醌类）褪色褪色 。 四、染色物的热变色性能四、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子间缔合度小；冷