Чтобы уяснить взаимодействие красителей и волокон при крашении, рассмотрим физико-химические свойства окрашиваемых волокон и красителей и их поведение в водных растворах.
Целлюлозное волокно имеет сложное строение, обладает пористой структурой с большим числом микроскопических и субмикроскопических пор и большой внутренней поверхностью, способной адсорбировать различные вещества. В воде целлюлозные волокна набухают, причем вода проникает в поры и капилляры и в неориентированные межмицеллярные пространства (аморфные участки), ослабляет и даже разрушает на отдельных участках водородные связи внутри волокна и связывается со свободными гидроксильными группами целлюлозы, что облегчает в дальнейшем процесс крашения волокна.
В водной среде волокна целлюлозы заряжены отрицательно, что создает известный барьер для адсорбции волокном красителей с одноименным зарядом и, наоборот, способствует притяжению и адсорбции катионных красителей.
Исследования показали, что прямые красители связываются преимущественно с первичными гидроксильными группами целлюлозы. При крашении краситель сначала адсорбируется волокном, а затем диффундирует с поверхности в глубь волокна до тех пор, пока не наступит равновесие между концентрациями красителя в растворе и в волокне, при котором краситель равномерно распределяется в толще волокна.