顏料的配色、著色原理和工藝  

一、顏料配色的定義

定義：配色就是在紅、黃、藍(lán)（三原色）三種基本顏色基礎(chǔ)上，配出令人喜愛、符合色卡色差要求、符合客戶希望得到的顏色、經(jīng)濟(jì)并在加工、使用中不變色的色彩。高郵顏料主要用于塑料和涂料，油漆的著色，也用于 合成纖維的原液著色。涂料顏料色澤鮮艷，著色力強(qiáng)。耐曬性能優(yōu)良，耐溶劑性；無遷移性。顏料降價(jià)溶于熱 乙醇、 冰乙酸、碳酸堿和氫氧化堿，并顯亮綠色熒光，不溶于水、苯、氯仿和乙醚；熒光黃的著色能力非常強(qiáng)，0.01%～20.02%的用量著色就會(huì)十分明顯。最大吸收波長(zhǎng)493.5、460nm。另外顏料著色還可賦予顏料多種功能，如提高顏料耐光性和耐候性；賦予顏料某些特殊功能，如導(dǎo)電性、抗靜電性、抗菌性能等特殊材料；不同彩色農(nóng)地膜具有除草或避蟲、育秧等作用。即通過配色著色還可達(dá)到某種應(yīng)用上的要求。

二、著色劑：

顏料和染料

顏料特性：顏料是不能溶于普通溶劑的著色劑，故要獲得理想的著色性能，需要用機(jī)械加溫混練等方法將顏料均勻分散于顏料中。

顏料分類：按結(jié)構(gòu)顏料可分為有機(jī)顏料和無機(jī)顏料。

無機(jī)顏料：

優(yōu)點(diǎn)：熱穩(wěn)定性好、有非常好的耐候性能、光穩(wěn)定性優(yōu)良、價(jià)格低、分散性能優(yōu)越。例如：鈦白粉、碳黑等。

鈦白粉系列：主要有鈦白粉、氧化鋅、鋅鋇白三種。鈦白粉分金紅石型和銳鈦型兩種結(jié)構(gòu)，金紅石型鈦白粉折射率高、遮蓋力高、穩(wěn)定、耐候性好。鈦白粉在原廠出廠時(shí)如果沒有進(jìn)行分散加工，在配色過程中就會(huì)產(chǎn)生大量的黑點(diǎn)，屬于分散沒有打開狀態(tài)，所以需要用分散劑進(jìn)行分散加工才可以使用，部分廠家的牌號(hào)在經(jīng)過加工后進(jìn)入市場(chǎng)，這樣的材料可以直接使用。主要用于遮蓋樹脂的透過率及增加白度的作用。

炭黑：是常用黑色顏料，價(jià)格便宜，另外還具有對(duì)顏料的紫外線保護(hù)（抗老化）作用和導(dǎo)電作用，不同生產(chǎn)工藝可以得到粒徑范圍極廣的各種不同炭黑，性質(zhì)差別也很大。炭黑按用途分有色素炭黑和橡膠補(bǔ)強(qiáng)用炭黑，色素炭黑按其著色能力又分為高色素炭黑、中色素炭黑和低色素炭黑。炭黑粒子易發(fā)生聚集，要提高炭黑的著色力，要解決炭黑的分散性就需要添加分散劑進(jìn)行加工后才可以使用。

缺點(diǎn)：著色力相對(duì)差，相對(duì)密度大、添加量較大、顏色不鮮艷；

主要用于：用于增加顏色濃度（根據(jù)顏色的需要一般來說各種樹脂均可），尤其是在工程顏料方面有良好的優(yōu)越性能，例如：PA、PC、PBT、POM、PPO、PPS等材料及非透明顏色、灰色等樹脂當(dāng)中。

有機(jī)顏料：

優(yōu)點(diǎn)：著色力較高、色澤鮮艷、色譜齊全、相對(duì)密度小、添加量小。

缺點(diǎn)：耐熱性、耐候性和遮蓋力方面不如無機(jī)顏料，分散效果差，透明性相對(duì)于染料較差，且價(jià)格較高。

主要用于：POM、PE、PP、TPU、TPE等結(jié)晶材料和部分鮮艷的（染料艷度不能達(dá)到的鮮艷色彩產(chǎn)品）產(chǎn)品中。

染料：

優(yōu)點(diǎn)：染料是可用于大多數(shù)溶劑和被染色顏料的有機(jī)化合物、優(yōu)點(diǎn)為密度小、著色力高、透明度好。

缺點(diǎn)：但其一般分子結(jié)構(gòu)小，著色時(shí)易發(fā)生遷移（結(jié)晶材料）價(jià)格較無機(jī)貴，部分價(jià)格和有機(jī)顏料價(jià)格接近。

珠光顏料：又叫云母鈦珠光顏料，是一種二氧化鈦涂覆的云母晶片。根據(jù)色相不同，可分為銀白類珠光顏料、彩虹類珠光顏料、彩色類珠光顏料三類。

注意點(diǎn)：

購(gòu)買顏料時(shí)，必須了解顏料的染料索引（C.I），C.I是由英國(guó)染色家協(xié)會(huì)和美國(guó)紡織化學(xué)家和染色家協(xié)會(huì)合編出版的國(guó)際性染料、顏料品種匯編，每一種顏料按應(yīng)用和化學(xué)結(jié)構(gòu)類別有兩個(gè)編號(hào)，避免采購(gòu)時(shí)因?qū)ο嗤肿咏Y(jié)構(gòu)、不同叫法的顏料發(fā)生誤解，也有利于使用時(shí)對(duì)顏色的管理和使用正確的顏料方便在出現(xiàn)問題時(shí)查找原因。

三、配色著色工藝：

配色著色可采用色粉直接加入樹脂法、色粉混合樹脂擠出法和色母粒法。

色粉直接加入樹脂法：

色粉與顏料樹脂直接混合后，送入下一步制品成型工藝，工序短，成本低，但工作環(huán)境差，著色力差，著色均勻性和質(zhì)量穩(wěn)定性差。

色粉混合樹脂擠出法：

這種方法對(duì)樹脂和顏色的均勻程度效果最好，能夠使顏料充分分散在樹脂當(dāng)中，顏色準(zhǔn)確，品質(zhì)干凈，易加工。

色母粒法：

是著色劑和載體樹脂、分散劑、其他助劑配制成一定濃度著色劑的粒料，制品成型時(shí)根據(jù)著色要求，加入一定量色母粒，使制品含有要求的著色劑量，達(dá)到著色要求。

色母?？梢园从珮渲诸?，如ABS色母粒，PC色母粒，PP色母粒等；也可按著色樹脂加工藝分類，有注塑、吹膜、擠出級(jí)三大類母粒。色母粒由于對(duì)顏料先進(jìn)行預(yù)處理，有較高的著色力，用量可降低且質(zhì)量穩(wěn)定，運(yùn)輸、貯存、使用方便、環(huán)境污染大為降低。

分散劑通過對(duì)顏料的潤(rùn)濕、滲透來排除表面空氣，將凝聚體、團(tuán)聚體分散成細(xì)微、穩(wěn)定和均勻的顆粒，并在加工過程中不再凝聚，常用分散劑為低分子量聚乙烯蠟，對(duì)于較難分散的有機(jī)顏料和炭黑采用EVA蠟或氧化聚乙烯蠟，合成低分子量聚乙烯蠟和聚乙烯裂解法制的低分子量聚乙烯蠟有很大差別。其他助劑有偶聯(lián)劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、抗靜電劑、填料等，視要求和品種而定加入量，稱為多功能母粒，再如加入光亮劑，有利于模塑制品脫模和提高制品表面光亮度。

色母粒的性能指標(biāo)有色差、白度、黃度、黃變度、熱穩(wěn)定性、氧指數(shù)、熔體流動(dòng)速率等，當(dāng)然顏料的細(xì)度、遷移性、耐化學(xué)性、毒性也與色母粒性能有關(guān)，有些指標(biāo)在專門用途中十分重要，如纖維級(jí)母粒的壓濾值（DF值）細(xì)度。

四、配色管理和儀器

配色管理的硬件有測(cè)色計(jì)及處理測(cè)得數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)。測(cè)色計(jì)可分為分光光度計(jì)和色差計(jì)兩種，代替人眼測(cè)定色彩，去除人為因素對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。

分光光度計(jì)用來測(cè)定各波長(zhǎng)對(duì)完全漫反射面的反射系數(shù)，不能直接求得色度值或色差，但通過其對(duì)數(shù)據(jù)處理便可評(píng)價(jià)色度值及其他各種數(shù)值。分光光度計(jì)可分為采用衍射光柵分光和采用干涉濾光片分光兩種類型。先進(jìn)的帶內(nèi)裝微處理器的分光光度計(jì)，具有0%、100% 的自動(dòng)校正及倍率增加等功能，從而提高了精度。

色差計(jì)是一種簡(jiǎn)單的測(cè)試儀器，即制作一塊具有與人眼感色靈敏度相等的分光特性的濾光片，用它對(duì)樣板進(jìn)行測(cè)光，關(guān)鍵是設(shè)計(jì)一種具有感光器分光靈敏度特性并能在某種光源下測(cè)定色差值的濾光片，色差計(jì)體積小、操作簡(jiǎn)便，較適宜對(duì)分光特性變化小的同一種產(chǎn)品作批量管理，帶有小型微機(jī)的色差計(jì)，容易用標(biāo)準(zhǔn)樣板進(jìn)行校正和輸出多個(gè)色差值。

配色管理軟件有分光反向率曲線、色差公式、條件等色表示法、遮蓋力表示法和霧度表示法。分光反射率曲線用于選擇著色劑時(shí)的分析，不能用來判斷顏色的一致度。色差值是色彩管理中最重要的指標(biāo)之一，但不同的色差公式求得的色差各不相同，因此必須注明所用色度體系或色差公式。

五、電腦配色：

利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行調(diào)色配方及其管理已成功地用于顏料配色調(diào)色。

電腦配色儀具有下列功能：

(1)配色根據(jù)要求建立常用顏（染）料數(shù)據(jù)庫(kù)（制備基礎(chǔ)色板并輸入）。然后在軟件菜單下把來料色板輸入電腦，在鍵盤中點(diǎn)出數(shù)個(gè)候選顏料，立刻計(jì)算出一系列配方，并分別按色差和價(jià)格排序列出，供配色選擇； (2)配方修正修正電腦列出配方、其他來源配方，色差不合格時(shí)利用顯示器顯示的不一致的反射曲線直接通過鍵盤增減顏料量，直至兩條曲線基本重合，得出修正后配方； (3)顏色測(cè)量和色差控制測(cè)量著色劑的著色強(qiáng)度、產(chǎn)品的白度、產(chǎn)品顏色牢度、顏色色差。由于電腦能定量表述顏色的性能指標(biāo)，有利于雙方的信息溝通和傳遞； (4)顏色管理日常工作中的色樣、配方、工藝條件、生產(chǎn)日期和用戶等信息均可存入計(jì)算機(jī)，便于檢索、查找和作為修改時(shí)的參考，方便、快捷，提高工作效率，且便于保密。