表2 Morphotex 絲的物理特性

目前利用結(jié)構(gòu)生色的薄膜和涂層產(chǎn)品已很多.并得到廣泛的應(yīng)用。
2.2結(jié)構(gòu)色對(duì)顏料和涂層顏色的影響
紡織品加工經(jīng)常要用涂料(或顏料)著色,從紡制有色纖維到紡織品的染色和印花都可能用涂料(或顏料)來(lái)著色。此外,紡織品涂層加工,在紡織品表面施加一層高聚物薄膜,薄膜中也可以加入顏料來(lái)著色,即使不加人顏料,在紡織品表面施加薄膜后,對(duì)紡織品,特別是對(duì)紡織品的底色會(huì)發(fā)生影響。在這些影響中,結(jié)構(gòu)起了一定的影響。
(1)顏料和結(jié)構(gòu)色
涂料(或顏料)著色性能不僅決定于它們的分子結(jié)構(gòu),還和它們的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)。顏料的顏色同時(shí)由對(duì)可見(jiàn)光的選擇吸收產(chǎn)生的顏色對(duì)光的散射、干涉和衍射引起的結(jié)構(gòu)色兩種顏色構(gòu)成,即分子結(jié)構(gòu)變化會(huì)改變顏色,顏色的物理結(jié)構(gòu)不同也會(huì)改變顏色。分子結(jié)構(gòu)和顏色的關(guān)系和染料類似。本節(jié)僅簡(jiǎn)要分析一下其物理結(jié)構(gòu)的關(guān)系,即結(jié)構(gòu)色和其物理結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
同一化學(xué)結(jié)構(gòu)的顏料,由于晶型、顆粒大小和形狀不同,它們的折射率、反射率等性能會(huì)不同,從而引起不同的結(jié)構(gòu)色和色強(qiáng)度。事實(shí)上,這些物理結(jié)構(gòu)也會(huì)影響其吸收光譜。圖9是散射強(qiáng)度和顏色強(qiáng)度與顏料顆粒大小的關(guān)系。
由圖可看出,大多數(shù)白色顏料(曲線A)的散射率隨顆粒大小增加而增加,達(dá)到一定大小后(約λ2)達(dá)到最大,然后隨顆粒增大,反而減小。另一類顏料(曲線c),它們的散射強(qiáng)度雖然也隨顆粒增大而增強(qiáng),超過(guò)一定大小后,也減小,但它們的散射強(qiáng)度比曲線A類小,達(dá)到散射最大值的顆粒也較大,這通常是一些有機(jī)有色顏料。

由前述可知,當(dāng)散射顆粒大小比光波波長(zhǎng)小時(shí),產(chǎn)生瑞利散射,主要產(chǎn)生波長(zhǎng)短的藍(lán)色光,而且波長(zhǎng)愈短散射愈強(qiáng)。比光波長(zhǎng)的粒子通常產(chǎn)生白色的米氏散射,但其強(qiáng)度較低。散射強(qiáng)的顏料遮蓋好,白色顏料要求顏色潔白,而且遮蓋性要好,通常是一些折射率很大的無(wú)機(jī)顏料,大多數(shù)折射率大于2(例如各類別的TiO2、鉛白、鋅白粉等),此外,它們的顆粒大小對(duì)遮蓋能力影響很大,當(dāng)顆粒大小大約為可見(jiàn)光波長(zhǎng)一半(即0.2~0.4um)時(shí),光散射最有效,所以白色顏料的顆粒大小應(yīng)控制在此范圍,如圖中曲線A所示。對(duì)有色顏料來(lái)說(shuō),要求有較強(qiáng)的顏色強(qiáng)度,因此對(duì)發(fā)色濃艷的無(wú)機(jī)顏料,例如鎘黃或鈷藍(lán),有很高的折射率,反射能力很強(qiáng),這些顏料顆粒可控制較大,以減少散射。對(duì)折射率較低的有機(jī)顏料,雖然最高散射是在較大的顆粒范圍,為了有很好的顏色強(qiáng)度,顆粒大小應(yīng)較小。
近年來(lái),納米技術(shù)在染整中正在開(kāi)發(fā)應(yīng)用,一些研究者正在開(kāi)發(fā)納米級(jí)的涂料著色用顏料,研究表明,有機(jī)顏料顆粒達(dá)到或接近納米級(jí)后,顏料色強(qiáng)度大為提高,對(duì)紡織品的滲透性也較好,特別適合涂料染色,因?yàn)殡m然它們的遮蓋性不是很好,但并不會(huì)影響涂料染色產(chǎn)品質(zhì)量,相反由于顏色強(qiáng)度高,滲透性好,故顏料用量可降低(可降低一半左右),而且均勻性好。不過(guò),隨著顏料顆粒變小,比表面積大,顆粒團(tuán)聚較嚴(yán)重,要求有很好的分散技術(shù)。
如上述,發(fā)生瑞利散射時(shí),會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色(主要為波長(zhǎng)較短的藍(lán)色)這種散射對(duì)藍(lán)、紫、綠色顏料的色光影響相對(duì)較小,而對(duì)黃、橙、紅色顏料則會(huì)使其色光帶藍(lán)紫光而變得萎暗,所以應(yīng)加以防止。散射的其它結(jié)構(gòu)色也會(huì)影響顏料的色光,因?yàn)樯⑸涔獾念伾偛粫?huì)和吸收產(chǎn)生的顏色完全一致,這是顏料著色通常比染料染色顏色鮮艷度和強(qiáng)度低的原因之一。
顏料還可能通過(guò)干涉和衍射影響紡織品的色光。許多顏料顯現(xiàn)出雙折射和二色性,這些顏料晶體具有較低的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性,光學(xué)上屬各向異性,具有一個(gè)以上的折射率值,具有兩個(gè)折射值的特性稱為雙折射,光通過(guò)這種結(jié)構(gòu)對(duì)稱性差的顏料晶體后,透射光是偏振的。即雙折射晶體中的雙折射效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生偏振光。
此外,滿足一定條件的偏振光會(huì)發(fā)生干涉,產(chǎn)生顏色,或影響原來(lái)的顏色,不同方向的偏振光,隨晶粒厚度增加色光變化是不同的,例如研究C.I.顏料紅1,發(fā)現(xiàn)它有兩種偏振透射光,一種為快光線,一種為慢光線,快光線隨晶粒厚度增加,開(kāi)始時(shí)黃和紅色調(diào)不斷增強(qiáng),達(dá)到一定程度后,黃色調(diào)非但不增強(qiáng),反而快速減弱,即只增強(qiáng)紅色調(diào),對(duì)慢光線來(lái)說(shuō),則隨晶粒厚度增加,黃色調(diào)快遞減弱,綠色調(diào)不斷增強(qiáng)。以上表明,顏料如果具有雙折射和偏振光特性的話,隨著晶粒增大,其色光會(huì)變化,而且不同方向的顏色變化是不同的。
為了得到良好的遮蓋性和顏色強(qiáng)度,并提高它們的顏色穩(wěn)定性。生產(chǎn)顏料時(shí),不僅要控制它們的顆粒大小和形狀,還要控制晶型。實(shí)際生產(chǎn)顏料時(shí),不僅要控制它們的顆粒大小和形狀,還要控制晶型。在實(shí)際生產(chǎn)顏料時(shí),要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的后加工,加入一定的添加劑,特別是分散劑和分散介質(zhì)。
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