物質產生顏色依賴于著色劑，任何可以使物質顯現設計需要顏色的物質都稱為著色劑。它們廣泛用于紡織、制藥、食品、化妝品、塑料、油漆、油墨、照相和造紙行業。工業及民用著色劑主要分為染料和顏料兩大類，染料的傳統用途是對紡織品進行染色，顏料的傳統用途是對非紡織品（如油墨、油漆、涂料、塑料、橡膠等）進行著色。

一、顏料與染料的區別

紡織品染色是指使紡織品獲得一定牢度的顏色的加工過程，借助染料與纖維發生物理或化學的結合，或者用化學的方法在纖維上生成顏色，使整個紡織品成為有色物體。紡織品染色化學品主要包括著色劑和助劑。著色劑按染色機理不同可分為染料（大多數是有機物）和顏料（含有機顏料及無機顏料）兩大類。

染料是指對被染纖維具有一定的親和力，可溶于水或在一定條件下可轉化為溶于水，可以直接或通過某些媒介物質與纖維或基質發生物理或化學結合實現染色的有機化合物的總稱。染料是紡織品行業主要的著色劑。

顏料是對被染纖維無親和力，一般不溶于水，須通過黏合劑黏附于纖維上而著色的有色物質，在染色前，需將顏料、助劑、黏合劑、溶劑等調配制得具有一定黏度的有色分散體系，俗稱涂料。因此，顏料染色也稱為涂料染色。

二、染料

染料的第一需求大戶是紡織印染行業，傳統織物纖維染色也主要以染料為主。這其中，各種纖維的產量在根本上決定染料的需求量。多年以來，以棉花為代表的天然纖維（棉花占天然纖維產量的90%左右）和以滌綸為代表的化學纖維基本主導了染料的發展。

1987~2023年全國棉花及化纖產量趨勢圖(來源：國家統計局，參考資料2)

染料具有顏色鮮艷、色域廣泛、有活性反應基團等優勢。根據染料自身物性和最終用途，染料種類有直接染料、活性染料、還原染料、分散染料、酸性染料等。

各種纖維由于本身性質不同，在進行染色時就需要選用相適應的染料，例如，棉纖維分子結構上含有許多親水性的羥基，易吸濕膨化，并較耐堿，故可選擇直接還原、酸性、活性等染料染色。滌綸疏水性強，分子上極性基團少，高溫下不耐堿，一般選擇分散染料進行染色。

染料上色有傳統浸染、扎染工藝，也可以與現代數碼技術結合起來。以分散染料、酸性染料、活性染料為主要著色劑的數碼印花技術因具有工藝流程短、節能節水、適用性強、生產靈活特點受到紡織印染業界廣泛歡迎。

傳統印花與數碼噴墨印花的對比

1、分散染料

分散染料染色分散染料是一類分子結構較簡單，幾乎不溶于水的非離子型染料，染色時依靠分散劑的作用以微小顆粒狀均勻地分散在染液中，所以稱分散染料。

據《染料品種大全》記載，分散染料母體按照化學結構類型，可將其劃分為偶氮類、蒽醌類、硝基類、甲川類、香豆素類、氨基酮類、呫噸類、硫靛類、苯并呋喃類、苯并二呋喃類、噻噸類等。其中偶氮類占比約為64%，蒽醌類占比約為25%。偶氮類分散染料還可分為單偶氮、雙偶氮及雜環偶氮等。分散染料色譜齊全，色澤艷麗，耐洗牢度優良，品種繁多，遮蓋性能好，用途廣泛，目前已成為用量最大的染料。

分散性染料通常用于合成紡織品（包括聚酯纖維、醋酸纖維和聚酰胺）的染色。目前分散染料已經超過2000種，大多數用于聚酯纖維（滌綸）染色。滌綸纖維致密且缺少水溶性基團，具有整列度高，纖維空隙少疏水性強等特性，要在有載體或高溫、熱熔下使纖維膨化，染料才能進人纖維并上染。聚酯纖維上分散染料的染色模型如下圖。

聚酯纖維上分散染料的染色模型 經過一波操作后染料分子最終“溶解”在纖維里（參考資料3）

作為一種結構較為簡單的非離子型染料，分散染料的水溶性極低，在染液中主要以微小顆粒狀態存在，上染過程與其粒徑密切相關。為使分散染料能在水中迅速分散成為均勻穩定的膠體狀懸浮液，染料生產企業制備的“原染料”必須根據不同的產品要求及應用范圍進行商品化加工，即將原染料與各種助劑（例如分散劑）按照一定比例混合配成漿液投入到研磨設備中進行充分的超細粉碎，使染料的平均粒徑在1μm左右或達到更小的超細粉體級別。商品化加工是分散染料生產中至關重要的工藝環節，其涉及多個粉體加工技術領域，包括粉碎、分散、干燥、顆粒調控和包覆處理等。這些工藝旨在確保染料粒度均勻、分散性良好、質量穩定，從而滿足染色過程中對高效性和色彩表現的嚴格要求。

隨著應用領域不斷擴展以及印染技術的不斷進步商品染料劑型也呈多樣化發展，如液狀、粉狀、顆粒型以及適合數碼印花的分散染料墨水等。分散染料數碼印花有主要有如下兩種方法：①數碼直噴印花：分散染料墨水直接噴印到滌綸面料上，但也像活性染料噴墨印花一樣，需要必要的預處理以及噴印后的高溫汽蒸或焙烘發色；②數碼熱轉印印花：是先將分散染料墨水打印到轉移印花紙上，之后進行升華法轉移印花。

高溫分散墨水直噴工藝流程（來源：天威新材）

分散染料熱轉印工藝流程（來源：天威新材）

2、酸性染料

酸性染料為分子結構中含有酸性基團的水溶性染料，通常是磺酸基，個別的酸性染料含有羧酸基，以磺酸鈉鹽或羧酸鈉鹽的形式存在，易溶于水，在水溶液中電離成為染料陰離子。酸性染料可以與蛋白質纖維和聚酰胺纖維以離子鍵、氫鍵和范德華力的方式結合在一起，因此主要應用于羊毛、真絲和錦綸的著色和印花。羊毛、真絲和錦綸屬于聚酰胺纖維，羊毛和絲綢為天然的聚酰胺纖維，錦綸屬于合成的聚酰胺纖維。羊毛、絲綢和錦綸纖維分子中含有氨基和羧基因此具有兩性性質。

錦綸（尼龍）材質上用酸性染料染色的模型（參考資料3）

由于它們在發展初期都需要在酸性介質中染色，故稱之為酸性染料，后來逐漸發展至一些品種可以在中性中染色，極少數品種還可在弱堿性介質中染色。根據酸性染料的化學結構、染色性能、染色工藝條件的不同，酸性染料可分成三類：強酸性染料、弱酸性染料和中性染色的酸性染料。其中強酸性染料，要求在強酸性條件下染色，顏色鮮艷，染物的濕處理牢度較低，一般用于羊毛的中、淺色染色；弱酸性染料，一般在弱酸性條件下染色，染物的濕處理牢度比強酸性染料高，用于羊毛、蠶絲、錦綸的染色；中性染色的酸性染料，在中性或弱酸性的條件下可上染蛋白質纖維。

酸性染料能夠與蛋白質纖維中的氨基（-NH₂）發生作用，形成較強的化學鍵，使染料牢固地固定在纖維上

酸性染料分子結構上主要有偶氮、蒽醌和三芳甲烷等三大類。偶氮類主要有黃、橙、紅、藏青和黑色，蔥醌類主要有藍、綠和紫色，三芳甲烷類染料（甲烷分子中的三個氫被苯或萘等芳基取代而形成發色結構的一類染料）主要產生藍色、綠色和紫色等色系。

3、活性染料

活性染料又稱反應性染料，通過化學反應使活性染料與纖維素纖維或蛋白纖維之間以共價鍵的方式結合，可應用于纖維素纖維如棉、麻以及黏膠纖維（以自然界的木材、蘆葦、棉短絨等纖維素為原料，經化學加工制成的）的著色，也可以應用于絲綢、羊毛和大豆纖維的著色。

活性染料分子中的活性基團可以與纖維素纖維和蛋白質纖維中的羥基或氨基發生化學反應形成共價鍵結合，活性染料在纖維上著色后，手感好，染色牢度高。

使用活性染料的纖維素染色模型（參考資料3）

纖維素纖維是由葡萄糖的殘基聯結起來的大分子化合物，分子中帶有伯醇羥基(-CH2OH)。直接染料、冰染染料、還原染料和活性染料都可用于纖維素纖維的染色，但與纖維素的結合形式各不相同。直接染料分子的共軛雙鍵系統中帶有可以形成氫鍵的基團，如氨基與纖維的伯醇羥基形成氫鍵聯結而染色。由于氫鍵結合不牢因，常不耐洗；冰染染料染色后在纖維素上形成不溶性偶氮染料，提高了皂洗牢度，可以說是直接染料的改進；還原染料則以它在堿性溶液中溶解的還原體滲入纖維內部，經氧化成為不溶性染料。雖然冰染染料和還原染料都提高了耐洗牢度，但都具有不耐磨的缺點。

三、顏料

顏料為不溶性著色劑，不溶于水和一般有機溶劑，顏料對織物的著色機理不同于染料，對織物著色需要借助高分子成膜物質的黏著力來實現，高分子成膜物質的黏著力、機械物理性能和化學穩定性影響顏料印花織物的色牢度。不同于染料以單分子形式存在于染色體系里，顏料在著色過程中始終以不溶性的微細粒子集團形式存在。顏料不溶于水或有機溶劑，因此顏料需要研磨到一定粒徑大小才可以使用，此外為了提升顏料的分散性，通常需要對顏料進行一定的表面處理。

顏料著色及印花對織物具有廣泛的適應性，比如蛋白質纖維、纖維素纖維、滌綸、錦綸、維綸、腈綸、玻璃纖維、黏膠纖維、滌棉混紡、滌毛混紡等織物。但顏料印花織物通常手感柔軟性不佳，同時濕摩擦牢度和干洗牢度相對較低。

顏料和染料的著色方式區別

顏料可分成有機和無機兩大類。無機顏料一般由有色金屬氧化物或一些金屬鹽類組成具有耐曬、耐熱、耐候、耐溶劑性好等特征，但無機顏料色譜不十分齊全、著色力低、顏色鮮艷度差。無機顏料可細分為氧化物、鉻酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽、鉬酸鹽、磷酸鹽、釩酸鹽、鐵氰酸鹽、氫氧化物、硫化物、金屬系列等。日常生活中常見無機顏料有鈦白粉、炭黑、氧化鐵紅、氧化鐵黃等。

有機顏料為主特點是種類繁多、色系齊全、色彩鮮明、著色力強（相對于無機顏料）、毒性小等。有機顏料可按化合物的化學結構分為偶氨顏料、酞菁顏料、蒽醌顏料、靛族顏料、喹吖啶酮顏料、二嗪等多環顏料、芳甲烷系顏料等，其中以偶氨類的品種最多。有機顏料的顏色不但與顏料分子本身的發色基團結構有關，還與其分子結晶排列形狀等物理形態有關，其結晶形態、顆粒度及顆粒表面性質都會影響顏料的色相著色力、透明度、流動性及分散實用性等。要獲得良好顏料應用性能，在考慮其分子結構或發色體系時，還需要根據著色對象和施工方式，對顏料表面進行物理化學改性或加工修飾。

紡織涂料印染用顏料中，白色顏料通常為鈦白粉（包括金紅石型和銳鈦型），黑色顏料為炭黑，屬于無機顏料；其他大多數著色劑則是有機顏料。

參考資料：

1、數字噴墨與應用，趙樹海編著

2、馬素芳、周鑫、修迪等；分散染料的分類及研究進展[J].染料與染色

3、Maeda Name Co.,Ltd.，解釋染料的工作原理和結構

4、染料化學工藝學，高建榮編著，2015年版

5、紡織品可持續印染技術，邢鐵玲，關晉平編

粉體圈編輯：Alpha