在化验室和车间老师傅都知道，我们的面料经过丝光或浓碱处理后，染色后的颜色会更深一些。这是什么原因呢？其实，这里还涉及到可见光与纺织品的知识，本篇文章节选宋新心远教授的《新型纤维与织物染整》一书，希望大家可以耐心读下去。
可见光与纺织品的作用概述
自然界色彩缤纷, 从蓝天、彩虹到五颜六色的花草、矿物和动物, 颜色丰富多彩, 真是万紫千红。颜色是可见光对人们视觉神经产生的反映。即一定波长的可见 光, 产生一定的颜色反映, 颜色只是人的一种视觉感觉。 
产生或发射可见光有多种多样的方式, 因此颜色的起因也就多种多样。Nassau 将颜色的起因大致分为以下五种类型:
(1) 电子的振动和简单激发: 例如火焰、闪电、极光以及碘等的颜 色效应, 其中大部分属高温等离子体发射。
(2) 电子配位场效应的跃迁: 红宝石、祖母绿、绿松石以及各种金 属络合染料( 或颜料) 中的金属络合颜色效应都属此类。
(3) 电子在分子轨道间的跃迁: 绝大多数有机染料( 或颜料) 和一 些无机物( 蓝宝石) 的颜色效应属此类。
(4) 电子在能带中的跃迁: 有色金属( 金、银、铜和铁) 、半导体以 及色心( 紫晶、烟水晶) 的颜色效应属此类。
(5) 几何和物理光学 效应: 色散折射、散射、干涉和衍射的颜色效应。在这五种起因中, 甚少可进一步细分为十五种。
纺织品显色( 包括染色和其他方式着色)属于光与大块固体物质的相互作用。使纺织品产生颜色有多种途径, 目前主要是通过施加有色物质( 吸附染料或固着上颜料) 来产生颜色。而且研究纺织品的颜色主要是立足于色素的分子结构, 即染料或颜料 分子结构与吸附光谱的关系, 例如它们在水溶液或有机溶液中的吸收 光谱。严格地说, 这种吸收光谱并不能完全反映纺织品的颜色, 因为着色的纺织品的颜色不仅取决于染料和颜料的分子结构, 还包括以下一些因素: ( 1 ) 染料或颜料在纺织品上的吸附或固着状态。例如是单分子吸 附层或是多分子吸附层; 是聚集体或是结晶体, 聚集体或结晶体的结 构和大小; 是分布在纤维表面或是纤维内部等。( 2 ) 纤维的结构和形态。不同化学结构的纤维对光的吸收、反射 等作用不同; 不同纤维的超分子结构不同, 对光的作用也不同, 分 子取向度、结晶度和结构体大小不同, 对光的反射、散射、干涉等 不会相同; 不同纤维的形态结构不同, 对光的作用不同。纤维粗细、 表面积大小、不同截面形状和纤维中存在空穴、裂纹不同, 都会影 响纤维对光的作用, 特别是会改变纤维的物理和几何光学效应。( 3 ) 纤维上的施加物质不同, 对光的作用不同。除了染料或颜料 外, 纤维上通过吸附或粘着还会施加许多其他物质, 例如各种表面改 性剂, 特别是增深、增亮、反光以及各种成膜物质, 会明显改变纤维对 光的作用。由上述可知, 作为一种着色体, 纤维的颜色仅从染料或颜料分子 结构来研究是不够的, 而应该从多方面来考虑, 包括着色纤维对光的 吸收、发射和几何与物理光学效应。
当一束光与纺织品发生相互作用时, 至少会发生如图 3 - 1 所示 的几种作用方式。
光照到纤维表面后会发生反射, 与纤维表面十分光滑时, 发生镜面反射, 在一定方向产生很强的反射。但是纤维表面不是绝对平整光滑的, 有一定的粗糙程度, 所以还会发生一定程度的漫反射(图3-1中未表示出) 。从光与纤维的作用来看, 镜面反射与纤维作用很弱, 而漫反射则作用较密切, 并会显现一定的颜色, 因为漫反射光是光进入到纤维内一定深度后, 发生散射而反射出纤维的, 特别是纤维中的染料对光发生选择吸收后。漫反射光主要是吸收光的互补光, 有很强的颜色效应。染料对光的吸收主要发生在纤维内部, 但一些情况下, 当染料, 特别是涂料中的颜料, 主要处在纤维表面, 此时不仅发生简单的反射, 而且还发生吸收和漫反射。当纤维表面存在涂层、固体颗粒和各种整 理剂时, 光与纤维在表面的作用更加复杂,这将在后面讨论。纤维可看成是半透明物体, 部分光可进入纤维内部, 在内部主要发生吸收、散射或发射荧光。吸收主要由染料和光发生互相作用, 即发生选择吸收, 互补光被漫反射或透过纤维, 使纤维呈现颜色, 未被吸收的光则在纤维内部发生散射, 部分光也透射出来。有荧光物质存在时, 纤维吸收光后(主要是紫外线)发射出荧光, 通过漫反射或透射, 使纤维呈现荧光。纤维内对光的吸收、散射是交替多次发生的。纤维的不同超分子结构(结晶区和无定形区)对光的作用是不同的。
形态结构以及纤维内的空隙和空洞, 例如棉等纤维的胞腔或 原竹纤维的微孔, 都会增加光在纤维内部的散射, 使颜色变淡, 而经过丝光或浓碱处理后, 胞腔或微孔变小或消失, 将会减少光在纤维内部的散射, 使颜色变浓, 所以说, 棉织物的丝光增加颜色深度(或浓度) , 不仅是由于增加了纤维的无定形区, 使染料上染增加, 还与纤维的超分子结构和形态结构变化有关。值得注意的是, 目前出现的一些多组分复合纤维, 例如大豆、蚕蛹蛋白纤维等, 在纤维内两种组分的界面上也存在较显著的反射或散射, 并会使织物颜色变淡和不鲜艳。光折射和偏振大小取决于光在空气和纤维内的传播速度。折射角度大小和纤维的折射率有关。在光从纤维内透射出来时还会发生内反射, 由于是从紧密组织的纤维透射到稀松的空气介质, 内反射强度较入射时的反射要弱得多。由于光在纤维内传播的速度不仅和纤维的折射率有关, 还与光的波长有关, 所以透射出的光有可能产生一定的色散作用, 使反射光的颜色与透射光的颜色稍有不同, 波长长的光透射强, 反之弱。产生不同程度的色散会改变透射光的颜色。由于纤维是各向异性的,在不同方向有不同的光学性质, 即多向色性, 所以纤维对光不仅会发生反射、漫射、散射、吸收和折射, 还会发生偏振、干涉和衍射。又由于纺织品是一种多纤维的集聚体, 加上纱线和织物组织结构不同, 所以纺织品的光学性质很复杂, 它们的变化会直接影响纺织品的颜色。我们可以从几何和物理光学, 即反射、散射、折射、偏振、干涉和衍射作用来讨论光对纺织品颜色的影响, 分析实现结构生色的途径和控制颜色的方法。
时间：2022/1/26 10:16:37
录入：汉马机械
来源：印染学习与交流
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