第一章一般概說一、引言顏料不論是有機和無機的不溶物質，廣泛的應用在表面塗裝作業中，同時也應用在油墨、塑膠、橡膠、陶器、紙張、油氈(1inoleum)等工業中，便有顏。

由於所有的建築物和設備，經常承受大氣侵蝕，特別在城市中，大氣中滲雜有油煙和二氧化硫，加速了物料，主要為木料和金屬的衰敗老化，需要用表面塗裝加以保護。

同時塗裝薄膜除了保護作用外，還給予製品一種悅目醒察的外觀，對於一般環境及房屋內部，產生美麗喜悅的感覺。

物體的表面塗裝，遠在史前時代已有應用，用以保護石洞牆壁及雕塑物的表面。

這些原始油漆包括有色土料，或浮懸在水中的有色土，敷塗在物體和牆壁表面，而形成有色的保護薄膜。

後來使用浮懸在油漆中的各種天然及人造顏料，使塗裝更為有效及美觀。

但塗裝工業的真正發展，乃在工業已有大規模發展，對經濟問題及審美觀念，更為深入研究，和變為重要之後。

二、顏料定義(Pigment definition)顏料就廣義的說，是任何種顆粒物質，散佈在媒劑中，是不溶的，同時幾乎是物理以及化學的和媒劑不發生反應的。

這樣的定義，不但包括了有色顏料，也包括了填料(filler) 、擴展劑(展色劑)(extender)，以及官能性的顏料(functionalpigment) 。

為顏料用的顆粒物質，他們的顆粒大小範圍，從非常細小的膠質顆粒(colloidal particles)(～0.01μm)起，以至比較粗的顆粒(～100.0μm)(μm=10-6m)。

顏料是種粒狀或粉狀固體，在配合的油料擔體(液媒)(vehicle)或媒劑(medium) 中，是不溶的或實質上近乎不溶的。

他們有選擇性吸收可見光的一部份或是全部份，因而產生顏色。

同時因為對光的分散，有反射、折射，以及繞射等作用，對分散液劑(或擔體)的不透明度有影響，也就是在應用後，在施塗表面發生不同程度的遮蓋作用。

顏料對於配合的系統，有關他們的流動性質，以及耐久度，也有影響。

顏料和染料(dye)不同，主要在於他們的應用方法不同，而不是因為他們的化學組份。

一種染料在應用到紡織品上，是先作為可溶形式，然後再變成不溶，而固看在織品上。

使用一種染料看色，也可以因為他們直接的在塑膠或油墨系統中溶解而達成。

而顏料的看色，是靠散佈粉細不溶固體在油漆擔體中，不需要先溶解而達到目的。

一個有用的例子，黃色物質flavanthrone(黃色 酮)(陰丹士林特黃)，具有完全相同的化學組成份，可以應用作為染料，也可以作為顏料。

當作為一種染料時，他們首先用化學還原方法，使變成鹼可溶的還原形式(reducedform)或無色形式(leucorform)，然後使用這種溶液，應用在紡織品上，再加以氧化，固定在織品上，重行產生不溶的flavan2hrone。

但當作為顏料使用時，．flavanthrone是在粒狀不溶形式，直接的散佈在油料或塑膠本體中。

這種雙重性質的有色物質，對顏色指數(colorindex,CI)而論，在兩種情形下是相同的，但有不同的名稱，依應用情形而定。

例如CI 42040，有鹼綠1(basic green1)和顏料綠l(Pigmentgreenl)之分。

顏料是表面塗裝系統的主要組成份之一。

他們直接的對系統提供有保護的作用，以及有裝飾的、或藝術的、或其他的作用;並包括作用在油漆中，作為安全用途的交通指示，以及一般標幟指示等。

在這第一章一般概說些用途中，顏料佔有重要地位，使油漆能達成任務。

同樣的，顏料對其他類產品，多少和有機表面塗裝有關的，如複合地板、油布、橡膠和塑膠、油墨、陶瓷品、紙質塗裝、水泥塗裝、畫彩筆等等。

顏料對表面塗裝系統，提供某些特定性質，便有顏色和不透明，以及若干其他特殊性質等。

這些特殊性質可以方便的彙集成為化學的和物理的性質。

化學性質，包括有防銹特性，如同船底漆和鋼架結構漆需要的;增加外表的耐久度，如同房屋漆和室外用瓷漆需要的。

表面塗裝的物理性質受顏料影響的，有光澤(sheen) 、結構(texture)、稠度(consistency)、薄膜的透孔度(poyosity)、薄膜厚度(thickness)、油料擔體的滲透度(Penetrationofvehicle)，以及其他特殊性質。

三、顏色理論(Theory of color)對於有色系統作一個技術性和哲學性的處理，我們首先引進顏色概念(conceptofcolor)。

顏色是種性質，使一個目的物呈現在人眼前的各種外觀，和物理表面反射的光線有關。

顏色是光振動的一個函數，是激起視覺活動的天然劑料。

光線影響顏色感覺的典型貢獻，包括有反射、折射、繞射、極化，以及干擾等。

光在真空中，以每秒300,000公里的速度行動，根據光能量不可能無窮盡分隔的假定，光是包括有極小的顆粒。

這種顆粒，Einstein在l905年建議，叫作光子(Photons)。

這理論對於入己知道的光電效應(photoelectri。

effect)，有非常滿意的解釋。

當形成顏色的一連串電磁波，為觀察者的肉眼截著了，同時變成為有相對幅度的組份波頻率，再經過初步轉變(decoding)，這些顏色資料，用神經振幅(nervousimpulses)通過腺細胞(triatecorlex)，傳遞到腦部加以分析。

顏色的波長，可以在人眼中分析的，有如下表：表１於人眼可見的顏色頻率光譜(visible frequency spectrum)nm=nanometer,一米的百萬分之一=10-9 m=mμ顏色(color)的最主觀定義，是在400-700nm 波長間可見光線範圍內，目的物可以重現(subjective reproduction)的某一特殊性質。

顏色包含有三種基本性質，色素(hue)、色量(value)和色度(chroma)。

在實質上顏色分別是從色素得來，色量是衡量照亮物質的鮮亮度(lightness or brightness)，色度表示他們的飽和度(saturation)或光純度(optical purity)。

混合第一級或基本顏色(Primary color) ，可以得到許多光彩落麗的顏色，所形成的顏色，在普通日光下觀察，不是任何組成份能吸收的，所以顏料混合，實質上是顏色動力學(color dynamics)的一種消減程序方法(substractive process)。

第二級或次級顏色(secondary colors)，可用兩種或更多基本顏色混和製成。

第三級顏色(tertiary color)是用第二級顏色混合獲得。

三色制度(trichromatic gauge)中顏色量度(color value)的光波長如下表。

(R)紅色700 nm(G)綠色546.lnm(B)藍色435.8nm在油漆、染色，和印刷的技術發展中，是使基本顏色，從R─G─B變成三重態(triplet)。

紅(R)黃(Y)藍(B)黑色(black color)是光線的完全吸收，而白色(white color)是光線的完全反射。

工業界處理有色物質，使用所謂“顏色”(color atlas)的，用來控制原料、最終產品、包裝物品的色素(hud)，同時用來測定敵對廠家的產品。

英國卜內門公司(ICI)(lmperialChemicalIndustries,Ltd)，在1969年出版lCI顏色表(ICI Color Atlas)。

這種用完全新原理設計成的顏色表冊，可以用來顯示27,580種不同顏色版。

這種色表根據的原理，是限制有色樣品祇屬於鮮亮色(bright shade)的－就是沒有灰色、棕色，或橄欖綠色。

為了必須有的暗淡，顏色專家在適當的顏色樣品上，放置一連串中性灰色過濾片(neutral gray fil-ter)中的一個，而引進暗淡。

ICI顏色專家提供二十種這樣過濾片，每一種可以放置在1379顏色樣品上的任一種，這些樣品安排在圖1-1的正常顏色環中。

這些顏色可以分為三類，每一類包括有用兩種基本顏色混合產生的色版：第一基本顏色混合顏色第二基本顏色紅色棕色黃色黃色綠色藍色藍色紫色紅色這中性灰色過渡片，是安裝在一個滑動架上，在具有兩個窗戶的支架上移動，那支架作用如同一個面具罩，來隔離每一特殊顏色樣品的。

那ICI顏色表中的27,580種色版的每一種，都有他的特殊成份。

四、顏料的分類及用途(Pigment classfication & application)l.顏料分類顏料作為總類，可以分為有機顏料(organic pigments)和無機顏料(inorganic pigments)。

無機顏料包括有許多天然產物料，完全得自礦物資源，也有合成製成的;差不多所有的無機顏料，是化合物，常常是複雜的混合物，在其中金屬是分子中的一部份。

有機顏料包括一小部份來自天然物質，如同植物染料(vegetable dyes) ，但大部份約有機顏料是合成的。

他們的化學組成份，包括有用碳作為分子的基本部份，作為特性。

碳黑一商業上稱為碳煙(carbonn black)一和金屬粉(metallic powders)，具有顏料的特性和用途，所以也包括在無機顏料中。

有機顏料一般比無機顏料價格為高，但他們比較有高的 色強度，更好的鮮豔光亮度。

在有機顏料中所謂的沈澱偶氮顏料(Precipitated azo pigments) 是磺酸或羧酸的金屬鹽，顏料沈澱物或沈澱顏料(pigment lakes)，是用水可溶約有機染料沈澱在無機基料(substract)上，或從一個酸性或鹼性染料沈澱出的金屬鹽，新的Phthalocyanine顏料(苯二甲藍素顏料)是Phthalocyanine 的銅鹽。

他們可概括的說是有機金屬化合物(organo-metallic compounds)，是有機和無機化學聯合形成一門新化學園地的產物。

五、顏料性質(Pigment properties)顏料在一個油料擔體系統中，控制並決定這系統的物理和化學特性的，包括他們的化學組成份，化學和物理的穩定性、溶解度、顆粒大小和形狀，散佈度(degree of dispersion)或堆積度(degree of aggregation)，結晶的幾何結構包括多聚合結晶形狀，折光指數(refractiveindex)、比重，在可見光、紫外光和紅外線光譜中的吸收情形，消光係數(extinctioncoefficients)、表面積、表面特性，以及存在有雜質、擴展劑(extender)或表面改良劑(surface- modifyingagents)。

這些性質是最後在顏料品質中反映出來，是或多或少的作為選擇顏料產品的基礎。

雖然一種顏料有他自身而來的化學和物理特性，但因為顏料是永遠在一種塗料擔體系統中應用，所以在應用上，他們的最後操作性能，在其一特殊塗料擔體系統中，是得自所用顏料一塗料擔體交互反應，物理的或化學的結果。