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面料經過絲光或濃堿處理后，顏色為什么會更深一些？

發布時間：2020-05-26 00:00:00點擊數：306

在化驗室和車間老師傅都知道，我們的面料經過絲光或濃堿處理后，染色后的顏色會更深一些。這是什么原因呢？其實，這里還涉及到可見光與紡織品的知識，本篇文章節選宋新心遠教授的《新型纖維與織物染整》一書，希望大家可以耐心讀下去。

可見光與紡織品的作用概述

一、顏色的起因

自然界色彩繽紛, 從藍天、彩虹到五顏六色的花草、礦物和動物, 顏色豐富多彩, 真是萬紫千紅。顏色是可見光對人們視覺神經產生的反映。即一定波長的可見光, 產生一定的顏色反映, 顏色只是人的一種視覺感覺。

1. 顏色產生的原因

產生或發射可見光有多種多樣的方式, 因此顏色的起因也就多種多樣。Nassau 將顏色的起因大致分為以下五種類型:

(1) 電子的振動和簡單激發: 例如火焰、閃電、極光以及碘等的顏色效應, 其中大部分屬高溫等離子體發射。

(2) 電子配位場效應的躍遷: 紅寶石、祖母綠、綠松石以及各種金屬絡合染料( 或顏料) 中的金屬絡合顏色效應都屬此類。

(3) 電子在分子軌道間的躍遷: 絕大多數有機染料( 或顏料) 和一些無機物( 藍寶石) 的顏色效應屬此類。

(4) 電子在能帶中的躍遷: 有色金屬( 金、銀、銅和鐵) 、半導體以及色心( 紫晶、煙水晶) 的顏色效應屬此類。

(5) 幾何和物理光學效應: 色散折射、散射、干涉和衍射的顏色效應。在這五種起因中, 甚少可進一步細分為十五種。

2. 紡織品顯色的原因

紡織品顯色( 包括染色和其他方式著色)屬于光與大塊固體物質的相互作用。使紡織品產生顏色有多種途徑, 目前主要是通過施加有色物質( 吸附染料或固著上顏料) 來產生顏色。

而且研究紡織品的顏色主要是立足于色素的分子結構, 即染料或顏料分子結構與吸附光譜的關系, 例如它們在水溶液或有機溶液中的吸收光譜。

嚴格地說, 這種吸收光譜并不能完全反映紡織品的顏色, 因為著色的紡織品的顏色不僅取決于染料和顏料的分子結構, 還包括以下一些因素:

( 1 ) 染料或顏料在紡織品上的吸附或固著狀態。例如是單分子吸附層或是多分子吸附層; 是聚集體或是結晶體, 聚集體或結晶體的結構和大小; 是分布在纖維表面或是纖維內部等。

( 2 ) 纖維的結構和形態。不同化學結構的纖維對光的吸收、反射等作用不同; 不同纖維的超分子結構不同, 對光的作用也不同, 分子取向度、結晶度和結構體大小不同, 對光的反射、散射、干涉等不會相同; 不同纖維的形態結構不同, 對光的作用不同。纖維粗細、表面積大小、不同截面形狀和纖維中存在空穴、裂紋不同, 都會影響纖維對光的作用, 特別是會改變纖維的物理和幾何光學效應。

( 3 ) 纖維上的施加物質不同, 對光的作用不同。除了染料或顏料外, 纖維上通過吸附或粘著還會施加許多其他物質, 例如各種表面改性劑, 特別是增深、增亮、反光以及各種成膜物質, 會明顯改變纖維對光的作用。由上述可知, 作為一種著色體, 纖維的顏色僅從染料或顏料分子結構來研究是不夠的, 而應該從多方面來考慮, 包括著色纖維對光的吸收、發射和幾何與物理光學效應。

二、可見光與紡織品的作用途徑和方式

當一束光與紡織品發生相互作用時, 至少會發生如圖 3 - 1 所示的幾種作用方式。

1 . 反射和漫反射

光照到纖維表面后會發生反射, 與纖維表面十分光滑時, 發生鏡面反射, 在一定方向產生很強的反射。但是纖維表面不是絕對平整光滑的, 有一定的粗糙程度, 所以還會發生一定程度的漫反射(圖3-1中未表示出) 。

從光與纖維的作用來看, 鏡面反射與纖維作用很弱, 而漫反射則作用較密切, 并會顯現一定的顏色, 因為漫反射光是光進入到纖維內一定深度后, 發生散射而反射出纖維的, 特別是纖維中的染料對光發生選擇吸收后。漫反射光主要是吸收光的互補光, 有很強的顏色效應。

染料對光的吸收主要發生在纖維內部, 但一些情況下, 當染料, 特別是涂料中的顏料, 主要處在纖維表面, 此時不僅發生簡單的反射, 而且還發生吸收和漫反射。當纖維表面存在涂層、固體顆粒和各種整理劑時, 光與纖維在表面的作用更加復雜,這將在后面討論。

2. 吸收、散射和透射

纖維可看成是半透明物體, 部分光可進入纖維內部, 在內部主要發生吸收、散射或發射熒光。吸收主要由染料和光發生互相作用, 即發生選擇吸收, 互補光被漫反射或透過纖維, 使纖維呈現顏色, 未被吸收的光則在纖維內部發生散射, 部分光也透射出來。

有熒光物質存在時, 纖維吸收光后(主要是紫外線)發射出熒光, 通過漫反射或透射, 使纖維呈現熒光。纖維內對光的吸收、散射是交替多次發生的。纖維的不同超分子結構(結晶區和無定形區)對光的作用是不同的。

形態結構以及纖維內的空隙和空洞, 例如棉等纖維的胞腔或原竹纖維的微孔, 都會增加光在纖維內部的散射, 使顏色變淡, 而經過絲光或濃堿處理后, 胞腔或微孔變小或消失, 將會減少光在纖維內部的散射, 使顏色變濃, 所以說, 棉織物的絲光增加顏色深度(或濃度) , 不僅是由于增加了纖維的無定形區, 使染料上染增加, 還與纖維的超分子結構和形態結構變化有關。值得注意的是, 目前出現的一些多組分復合纖維, 例如大豆、蠶蛹蛋白纖維等, 在纖維內兩種組分的界面上也存在較顯著的反射或散射, 并會使織物顏色變淡和不鮮艷。

3. 折射和偏振

光折射和偏振大小取決于光在空氣和纖維內的傳播速度。折射角度大小和纖維的折射率有關。在光從纖維內透射出來時還會發生內反射, 由于是從緊密組織的纖維透射到稀松的空氣介質, 內反射強度較入射時的反射要弱得多。

由于光在纖維內傳播的速度不僅和纖維的折射率有關, 還與光的波長有關, 所以透射出的光有可能產生一定的色散作用, 使反射光的顏色與透射光的顏色稍有不同, 波長長的光透射強, 反之弱。產生不同程度的色散會改變透射光的顏色。由于纖維是各向異性的,在不同方向有不同的光學性質, 即多向色性, 所以纖維對光不僅會發生反射、漫射、散射、吸收和折射, 還會發生偏振、干涉和衍射。

又由于紡織品是一種多纖維的集聚體, 加上紗線和織物組織結構不同, 所以紡織品的光學性質很復雜, 它們的變化會直接影響紡織品的顏色。我們可以從幾何和物理光學, 即反射、散射、折射、偏振、干涉和衍射作用來討論光對紡織品顏色的影響, 分析實現結構生色的途徑和控制顏色的方法。

來源| 印染學習與交流

關鍵詞：面料經過絲光|中國大朗紡織網|紗線原料

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