Короткі теоретичні відомості

Оптичні властивості - це властивості, сприймані в зорових відчуттях. До основних оптичних властивостей текстильних вирообів відносяться поглинання, заломлення, віддзеркалення і розсіювання ними світла. Відомо, що при поглинанні світла волокнами (нитками), частина енергії електромагнітних хвиль перетворюється в енергію вторинного випромінювання або перетворюється на різні форми внутрішньої енергії. Найважливіші оптичні властивості волокон (ниток): поляризована люмінесценція, радіотермолюмінесценція, блиск, колір, рівномірність забарвлення і його стійкість.

Оптичні властивості волокон і ниток визначаються будовою електронних оболонок атомів, з яких складаються молекули. Спектральний діапазон електромагнітного випромінювання світла розділяють на діапазони: ультрафіолетовий (400·- 10 нм), видимий (380·- 740·нм) і інфрачервоний (2000 мкм – 740 нм).

Випромінювання може проходити через волокна (нитки), відображатися, поглинатися, заломлюватися і розсіюватися в них. Практично для волокон (ниток) багатьох видів має місце поєднання цих явищ.

Коефіцієнт пропускання t характеризує відношення потоку випромінювання, пропущеного волокном, до потоку випромінювання, що впало на нього. При цьому коефіцієнт пропускання при різних частотах випромінювання має різні значення і залежить від будови волокон (ниток), температури, забарвлення, стану поверхні і інших факторів. Відзначимо, що коефіцієнт пропускання волокон (ниток) при низьких температурах значно більше, ніж при високих.

Від поверхні волокон світло відображається. Відбивна здатність залежить від властивості поверхні. Гладка або металізована поверхня волокон має високу відбивну здатність, спостерігається поява блиску.

Заломлення світла на межі середовищ різної оптичної щільності прийнято характеризувати коефіцієнтом (показником) заломлення h. Він визначається відношенням швидкості світла у вакуумі до швидкості світла в речовині волокон (ниток). Значення цього показника залежить також від частоти падаючого світла. При збільшенні частоти коефіцієнт заломлення зменшується.

При проходженні світла через волокна (нитки) відбувається поглинання випромінювання за рахунок витрати енергії на збудження атомів і молекул. За законом Бугера-Ламберта-Бера інтенсивність I світла, що пройшло через волокна, послаблюється:

I=I₀ exp(-k1) (15.1)

де I₀ і I - відповідно інтенсивності світла, що входить в речовину волокна (нитки) і що пройшов його;

l - товщина волокон (ниток);

k - лінійний показник поглинання.

Одне з важливих світлових явищ - колір волокон (ниток). Колірне відчуття виникає в результаті дії на око потоків електромагнітного випромінювання з діапазону видимого спектру з довжиною хвиль від 380 до 740 нм. Відомо, що до складу білого денного світла входять монохроматичні складові світла (з довжинами хвиль, нм): червоний 625-740, оранжевий 590-625, жовтий 565-590, зелений 500-565, голубий 486-500, синій 440-485, фіолетовий 380-440.

Волокна і нитки можуть бути безбарвними - ахроматичного кольору - або можуть мати хроматичні кольори. Ахроматичні кольори виходять при віддзеркаленні тілом проміння всіх довжин хвиль спектру в однаковому співвідношенні. Відомо, що при повному віддзеркаленні вийде білий колір, при повному поглинанні - чорний, при неповному - сірий.

Основною характеристикою кольору є коефіцієнт віддзеркалення:

к_в=S_в/S (15.2)

де S_в - кількість відображеного світла;

S - кількість падаючого світла.

Оцінка кольору може бути органолептичною і за допомогою приладів фотометрії. При органолептичній оцінці ахроматичні кольори розділяють на яскраво-білий, світло-сірий, темно-сірий, чорний, глибоко-чорний. Точніша оцінка за ахроматичною шкалою, що представляє набір зразків ахроматичного кольору, коефіцієнт віддзеркалення яких наперед зміряний.

У волокон і ниток переважають природні кольори: білий, кремовий, світло-сірий, жовтий і сірий. Яскраве забарвлення, як правило, штучне.

Хроматичні кольори визначаються наступними показниками: довжиною хвилі (колірний тон), коефіцієнтом віддзеркалення (світлість), чистою насиченістю (ступенем відмінності хроматичного кольору від сірого, однакового з ним по світлості).

Методи визначення хроматичного кольору волокон і ниток: органолептичний (за атласом кольорів) і з використанням колориметрів різних конструкцій.