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(2)化學色?物理色?《顏色-源來如此》

塑料配色使用的色粉有兩大類:顏料和染料。

其中顏料分為無機顏料和有機顏料,染料都是有機的



《顏色-源來如此》系列的開篇《流星·蝴蝶·顏色》中介紹過:

從顏色的成因來說,表面色可以細分為化學色和物理色。


  • 化學色(色素色):由于物質分子特殊化學鍵中電子的躍遷對特定波長光的吸收產生的顏色。

  • 物理色(結構色):由于物質分子的特殊結構使光波發生折射、漫反射、衍射或干涉而產生的各種顏色。


那么塑料用的色粉究竟屬于什么色呢?


1
無機顏料

主要成分為無機物的顏料。


幾乎所有的無機顏料,是化合物,常常是復雜的混合物,在其中金屬是分子中的一部份。


無機顏料包括各種金屬氧化物、鉻酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和硫化物等,如鋁粉、銅粉、碳黑、鋅白和鈦白等都屬于無機顏料范疇。這類顏料不溶于普通溶劑和塑料,他們的熱穩定性和光穩定性一般有機顏料和染料優良,但其著色力較有機顏料和染料差。


從性能上比較,雖然有機顏料在耐熱性、耐候性和遮蓋力方面不如無機顏料,但具有相對密度小、著色力高,色澤鮮艷和色譜齊等優點。因此,很多領域內取代無機顏料的應用。



2
有機顏料

有機顏料是有色的有機物質,要使有色物質成為顏料,它必須具有如下性能:


  • 色彩鮮艷,能賦予被著色物堅牢的色澤;

  • 不溶于水、有機溶劑或應用介質;

  • 在應用介質中易于均勻分散,而且在整個分散過程中不受應用介質的物理和化學影響,保留他們自身固有的晶體結構;

  • 耐曬、耐候、耐熱、耐酸堿、耐有機溶劑。


有機顏料色彩鮮明,著色力強;密度小,無毒性,但部分品種的耐光、耐熱、耐溶劑和耐遷移性往往不如無機顏料。



無機顏料和有機顏料的區別


  • 無機顏料耐曬,耐熱,耐候,耐溶劑性好,遮蓋力強,但色譜不十分齊全,著色力低,顏色鮮艷度差,部分金屬鹽和氧化物毒性大。有機顏料結構多樣,色譜齊全,顏色鮮艷純正,著色力強,但部分產品耐光,耐候,耐溶劑性差,高檔有機顏料也有很好的耐光,耐候,耐溶劑性,但價格昂貴。


  • 有機顏料與一般無機顏料相比,通常具有較高的著色力,顆粒容易研磨和分散、不易沉淀,色彩也較鮮艷,但耐曬、耐熱、耐候性能較差。


下圖顯示同等濃度下無機顏料跟有機顏料的顏色差異:

無機顏料


有機顏料



3
染料

能賦予底物(如紡織品,塑料等)鮮艷而堅牢色澤的有機化合物。


優秀的染料必須符合以下條件:

  • 能染著指定物質(如塑料)

  • 顏色鮮艷

  • 牢度優良

  • 無毒性

  • 使用方便


有機顏料和染料的異同


① 親和力(顏料和染料的分水嶺)


染料:對紡織品親和力(或者稱直接性),可以被纖維分子吸附,所以不同的紡織品使用不同的染料。對于塑料,只有溶劑染料對其有親和力。


顏料:對所有的著色對象均親和力,主要靠樹脂,粘合劑等其他成膜物質與著色對象結合在一起。


② 使用方法


染料:在使用過程中一般先溶于使用介質,即使是分散染料還是還原染料,染色也是經歷一個從晶體狀態先溶于水成為分子狀態后再上染到纖維上的過程。因此染料自身的顏色并不代表他在織物上的顏色。


染色前的色粉的顏色:(比較暗紅)



但一旦對塑料染色后顏色可以很鮮艷


顏料:在使用過程中,由于不溶于適用介質,所以始終以原來的晶體狀態存在。因此顏料自身的顏色就代表了它在底物中的顏色。

使用前有機顏料的顏色



在塑料中不同比例下的顏色


③ 晶體狀態


染料:晶體狀態不那么重要,或者說染料自身的晶體狀態與它的染色行為關系不密切。因為染料在染色過程中已經溶于介質,晶體狀態已經不存在了。


顏料:晶體狀態對顏料而言十分重要。不同的晶型會呈現出不同的顏色。

例如常用的比較穩定的β型晶型酞青藍,跟α型晶型的酞青藍相比,要綠一點。



4
總結

顏料與染料的區別在于,染料可溶于介質中,而使被染物品全部染色;而顏料不溶于介質中,顏料通過分散到物體內部來使物品著色。


  • 染料溶解在被染色物體或介質中讓物體染色,溶解了的染料已經沒有晶體結構了,所以染料的晶體結構對顏色影響不大,染料的顏色只取決于其分子結構,也就是化學色


  • 顏料通過分散到物體內部來使物品著色,所以顏料還是保留著其晶體結構,所以顏料的顏色決定于顏料的晶體結構和分子結構,也就是取決于化學色物理色。


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