表2 Morphotex 絲的物理特性

目前利用結構生色的薄膜和涂層產品已很多.并得到廣泛的應用。
2.2結構色對顏料和涂層顏色的影響
紡織品加工經常要用涂料(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著色,即使不加人顏料,在紡織品表面施加薄膜后,對紡織品,特別是對紡織品的底色會發生影響。在這些影響中,結構起了一定的影響。
(1)顏料和結構色
涂料(或顏料)著色性能不僅決定于它們的分子結構,還和它們的物理結構有關。顏料的顏色同時由對可見光的選擇吸收產生的顏色對光的散射、干涉和衍射引起的結構色兩種顏色構成,即分子結構變化會改變顏色,顏色的物理結構不同也會改變顏色。分子結構和顏色的關系和染料類似。本節僅簡要分析一下其物理結構的關系,即結構色和其物理結構的關系。
同一化學結構的顏料,由于晶型、顆粒大小和形狀不同,它們的折射率、反射率等性能會不同,從而引起不同的結構色和色強度。事實上,這些物理結構也會影響其吸收光譜。圖9是散射強度和顏色強度與顏料顆粒大小的關系。
由圖可看出,大多數白色顏料(曲線A)的散射率隨顆粒大小增加而增加,達到一定大小后(約λ2)達到最大,然后隨顆粒增大,反而減小。另一類顏料(曲線c),它們的散射強度雖然也隨顆粒增大而增強,超過一定大小后,也減小,但它們的散射強度比曲線A類小,達到散射最大值的顆粒也較大,這通常是一些有機有色顏料。

由前述可知,當散射顆粒大小比光波波長小時,產生瑞利散射,主要產生波長短的藍色光,而且波長愈短散射愈強。比光波長的粒子通常產生白色的米氏散射,但其強度較低。散射強的顏料遮蓋好,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機顏料,大多數折射率大于2(例如各類別的TiO2、鉛白、鋅白粉等),此外,它們的顆粒大小對遮蓋能力影響很大,當顆粒大小大約為可見光波長一半(即0.2~0.4um)時,光散射最有效,所以白色顏料的顆粒大小應控制在此范圍,如圖中曲線A所示。對有色顏料來說,要求有較強的顏色強度,因此對發色濃艷的無機顏料,例如鎘黃或鈷藍,有很高的折射率,反射能力很強,這些顏料顆粒可控制較大,以減少散射。對折射率較低的有機顏料,雖然最高散射是在較大的顆粒范圍,為了有很好的顏色強度,顆粒大小應較小。
近年來,納米技術在染整中正在開發應用,一些研究者正在開發納米級的涂料著色用顏料,研究表明,有機顏料顆粒達到或接近納米級后,顏料色強度大為提高,對紡織品的滲透性也較好,特別適合涂料染色,因為雖然它們的遮蓋性不是很好,但并不會影響涂料染色產品質量,相反由于顏色強度高,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,隨著顏料顆粒變小,比表面積大,顆粒團聚較嚴重,要求有很好的分散技術。
如上述,發生瑞利散射時,會產生結構色(主要為波長較短的藍色)這種散射對藍、紫、綠色顏料的色光影響相對較小,而對黃、橙、紅色顏料則會使其色光帶藍紫光而變得萎暗,所以應加以防止。散射的其它結構色也會影響顏料的色光,因為散射光的顏色總不會和吸收產生的顏色完全一致,這是顏料著色通常比染料染色顏色鮮艷度和強度低的原因之一。
顏料還可能通過干涉和衍射影響紡織品的色光。許多顏料顯現出雙折射和二色性,這些顏料晶體具有較低的結構對稱性,光學上屬各向異性,具有一個以上的折射率值,具有兩個折射值的特性稱為雙折射,光通過這種結構對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會產生偏振光。
此外,滿足一定條件的偏振光會發生干涉,產生顏色,或影響原來的顏色,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,發現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,開始時黃和紅色調不斷增強,達到一定程度后,黃色調非但不增強,反而快速減弱,即只增強紅色調,對慢光線來說,則隨晶粒厚度增加,黃色調快遞減弱,綠色調不斷增強。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度,并提高它們的顏色穩定性。生產顏料時,不僅要控制它們的顆粒大小和形狀,還要控制晶型。實際生產顏料時,不僅要控制它們的顆粒大小和形狀,還要控制晶型。在實際生產顏料時,要經過嚴格的后加工,加入一定的添加劑,特別是分散劑和分散介質。
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