有機顏料著色力（Tinctorial Strength）數值詳解

著色力（Tinctorial Strength）是什麼？

著色力（Tinctorial Strength）是衡量顏料給予基底顏色能力的指標。ISO 標準將其定義為「能吸收入射光線，從而使白色塗層產生著色或變暗的能力」；簡言之，著色力即顏料使被著色物體呈現色彩的能力。實際上，著色力反映的是顏料對光線的吸收和散射綜合效果（以吸收為主），吸收的表面積越大則著色力越高。在配方設計上，著色力決定了相同色深下所需顏料用量：著色力越大，所需添加量越少，有利於降低配方成本。因此，著色力不僅是品質控制和色彩管理的重要參數，也是優化成本和配色效率的關鍵指標。

著色力的國際測試標準與方法

常見的著色力測試方法分為目視比色法與儀器光譜法兩類。目視比色法通常將待測顏料與標準樣品（或白色基底）按一定配比分散後，通過人眼或比色板配色，以達到相同色調時所需用量比值來計算相對著色力。儀器光譜法則採用分光光度儀測量混合物的反射光譜，利用 Kubelka–Munk 理論計算吸收散射比（K/S 值），再求比值得出著色力。

國際上規範此類測試的標準包括：

• ISO 787-24（及其等效的DIN EN 13300）規定了對比試樣法：將相同質量的測試顏料和參考顏料各拌於相同質量的白色基漿中，測量兩者在最大吸收波長處的反射率，然後由相應的 K/S 值計算相對著色力。
• ASTM D2066 規定了印刷油墨膏體的相對著色力測試（目視或儀器）。
• ASTM D6531 則適用於水性油墨。
• 對於塗料，可參考 ASTM E308、ASTM D387 等規範（利用研磨機混合樣品），或 ISO 2814/ISO 2813 等標準。

專業資料指出：塗料顏料常用方法包括 ASTM E308、ASTM D387、ISO 787 等；油墨類則可採用 ASTM D6531、D2066 等。具體操作上，可大致分為：調配一定比例的有色顏料與白色填料（如鈦白粉）混懸液，利用分光光度計測量反射率 R，再按Kubelka–Munk公式 $K/S=(1-R)^2/2R$ 計算各樣本的 K/S 值，由公式 $相對著色力 = (K/S)_{測試樣品} / (K/S)_{標準樣品} \times 100\%$ 求得相對著色力。需注意不同標準間對光源、波長、試樣製備和儀器條件可能有要求差異，實驗時應嚴格參照相應標準操作。

有機顏料著色力的差異與分子結構關聯

有機顏料因化學結構不同而表現出顯著的著色力差異。共軛結構與平面性是提升著色力的關鍵因素：分子內共軛雙鍵系統愈長、給/取電子取代基愈多，π電子的遷移能力增強，吸收波長向長波移動（紅移或加深效應），因此色彩更加飽滿、著色力更高；同時，分子平面性越強、對稱性越好，有利於光吸收，分子摩爾消光係數更高，呈現出更高的著色強度。例如，改變黃系偶氮顏料結構，增加偶氮基團數量可延長共軛鏈，顯著提高分子消光係數和著色力。

此外，有機顏料通常可通過精製和分散助劑處理達到粒徑均一，使得吸光更強、顏色鮮豔；在實際應用中，許多品種（如銅酞菁藍、銅酞菁綠、異吲哚啉酮、喹吖啶酮、苯並咪唑酮偶氮等）由於高度共軛和良好的結晶性，其著色力往往遠超傳統無機顏料。

顏料黃180是一種雙偶氮苯並咪唑酮類綠黃色顏料，具有良好的耐溶劑性、耐光性和著色力，廣泛用於油墨和塑膠行業。其例證了上文結論：化學結構中的胺基偶氮鏈和苯並咪唑酮構造提供了強吸光能力，使得該顏料在塑料和油墨中的著色力突出。總體而言，有機顏料因富含共軛發色團，對可見光吸收範圍廣且可高度純化，其著色力通常比無機顏料高出數倍至數十倍。

著色力對配方成本與使用量的影響

著色力直接影響配方中顏料的用量及成本。著色力越高，在達到相同色深時需要用量越少，從而降低原料消耗和成本。例如，同質量分數的彩色有機顏料和彩色無機顏料配入塗料時，有機顏料往往展現出更高的著色效果；要達到相同的著色強度，使用的有機顏料量比無機要少。

因此，在配方設計中，一般優先選擇著色力高的有機顏料，既可減少添加量，也可降低加工能耗（研磨作業較少）。不過也要考慮顏料單價：某些高性能有機顏料價格昂貴，需要在着色力提升與成本之間權衡。綜合來看，著色力的優化能有效提高配色效率，降低配方成本，是油漆、塑料、油墨等行業配方設計中的重要指標。

著色力在實際應用中的表現：與鈦白粉混用情況

在實際著色中，往往將有機顏料與鈦白粉（TiO₂）等白色顏料共同使用，以提高遮蓋力和調整色相。鈦白粉具有極高的消色力（即將顏色稀釋成白色的能力），其強散射特性大幅提升塗層不透明度。然而，同時也會「稀釋」有機顏料的顏色效果：在固定的油漆體系中加入大量鈦白粉後，原有顏料的顏色強度會下降，需要適當增加有機顏料用量才能達到預期色彩。一般彩色無機顏料（高折射率）與基材形成涂膜時的遮蓋力遠大於彩色有機顏料。

這意味著在配方中加入鈦白粉可以顯著提高遮蓋力，但過量則可能導致色彩偏淡、色相漂白，且降低了有機顏料的實際著色率。因此，調配時需平衡好有機顏料與鈦白粉的比重，避免過度稀釋導致色偏或飽和度不足。同時要注意控制顏料的總體體積濃度（CPVC），以防止配方中樹脂用量不足、塗膜脆化等問題。總的來說，與鈦白粉混用時，必須關注複配後的遮蓋力和色彩表現，合理選擇鈦白粉種類（銳鈦型或金紅石型）及用量，以兼顧遮蓋和色彩飽和度。

稀釋後性能的重點：遮蓋力、色相穩定性與分散性

在實際塗料、塑料或油墨中，顏料均為低濃度分散體，此時需關注遮蓋力、色相穩定性與分散性等稀釋後性能。

• 遮蓋力：指顏料在薄膜中阻擋底色的能力，通常由散射決定。一般而言，彩色有機顏料的遮蓋力不如無機顏料（因折射率較低），因此即使著色力很高，也可能需要搭配遮蓋力強的填料或使用多層塗佈才能達到理想遮蓋。
• 色相穩定性：有機顏料對環境敏感：某些品種在稀釋和加工過程中可能發生晶型轉變或化學反應，導致色相漂移。例如文獻指出，顏料紅48:2在高溫下色相會增藍，而α相銅酞菁受熱可轉變為β型，使顏料由紅藍轉為綠藍。因此，實驗或生產條件（如溫度、pH、溶劑等）均可能影響著色劑的最終色相。
• 分散性：決定顏料能否均勻分布於體系中並長期穩定懸浮。良好分散的顏料顆粒細小、表面處理優異，易被研磨和懸浮，其色層色相均勻且持久；反之，易聚集沉降的顏料會造成顏色不均和性能下降。因此，在塗料和油墨生產中，選擇合適的分散助劑、控制顆粒粒徑並進行表面處理等措施非常重要，以確保稀釋態下顏料的顏色均勻性與穩定性。

綜上所述，研究顏料的著色力時，除了關注原粉的色彩強度外，更應重視其稀釋後在基料中的遮蓋表現、色相維持與分散穩定性，以保證最終產品的質量和顏色效果。

參考資料

依據最新文獻和標準（如ISO 787系列、ASTM D2066/D6531等）進行整理和說明。