TW202001038A - 含有殘留寡聚物之織物基材的染色方法 - Google Patents

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Abstract

一種含有殘留寡聚物之織物基材的染色方法，包含以下步驟：(a) 將該織物基材附接於一安裝載座以形成一基材承載座，以在一熱壓釜中進行超臨界染色；及(b) 覆蓋一微孔膜於該基材承載座的織物基材上，該微孔膜的孔洞尺寸以致當該織物基材在該熱壓釜中進行染色時，一含有染劑的超臨界流體被容許穿過該微孔膜以使該織物基材被染色，同時，該超臨界流體夾帶的殘留寡聚物被該微孔膜所攔阻。該含有殘留寡聚物之織物基材的染色方法可以提高染劑的染色程度且可減少廢水排放問題。

Description

含有殘留寡聚物之織物基材的染色方法
本發明是有關於一種織物基材的染色方法，特別是指一種含有殘留寡聚物之織物基材的染色方法。
在織物(例如聚酯布料)的染色過程中，使用超臨界流體染色替代水染可以減少廢水排放的問題。然而，在織物的製程中，於合成及紡絲階段會生成少量殘留寡聚物(residual oligomer)，而超臨界流體容易加速殘留寡聚物在高溫染浴(dye bath)中浸出(leach)至織物表面，導致於超臨界流體染色階段往往會在織物表面形成色斑，且殘留寡聚物容易與染料凝集(aggregate)並沉積附著於染槽的內壁上，造成設備污染。
現有的超臨界流體染色過程，多是於染色階段後，藉由水洗清除織物表面的殘留寡聚物，但也背離了減少廢水排放的訴求，且通常只能去除約15%至25%的殘留寡聚物。
因此，本發明之目的，即在提供一種含有殘留寡聚物之織物基材的染色方法，可以克服上述先前技術的缺點。
於是，本發明含有殘留寡聚物之織物基材的染色方法，包含以下步驟：(a) 將該織物基材附接(attaching)於一安裝載座(mounting carrier)以形成一基材承載座(substrate-loaded carrier)，以在一熱壓釜中進行超臨界染色；及(b) 覆蓋(overlying)一微孔膜於該基材承載座的織物基材上，該微孔膜的孔洞尺寸以致當該織物基材在該熱壓釜中進行染色時，一含有染劑的超臨界流體被容許穿過該微孔膜以使該織物基材被染色，同時，該超臨界流體夾帶的殘留寡聚物被該微孔膜所攔阻。
本發明之功效在於：該含有殘留寡聚物之織物基材的染色方法可以提高染劑的染色程度且不產生任何廢水。
以下將就本發明內容進行詳細說明：
本發明含有殘留寡聚物之織物基材的染色方法，包含以下步驟：(a) 將該織物基材附接於一安裝載座以形成一基材承載座，以在一熱壓釜中進行超臨界染色；及(b) 覆蓋一微孔膜於該基材承載座的織物基材上，該微孔膜的孔洞尺寸以致當該織物基材在該熱壓釜中進行染色時，一含有染劑的超臨界流體被容許穿過該微孔膜以使該織物基材被染色，同時，該超臨界流體夾帶的殘留寡聚物被該微孔膜所捕捉並且攔阻。
較佳地，該微孔膜的孔徑小於該殘留寡聚物的大小。更佳地，該微孔膜的孔徑範圍為0.1至1.0 μm。最佳地，該微孔膜的孔徑範圍為0.2至0.8 μm。
較佳地，該微孔膜的厚度範圍為10至90 mm。
較佳地，該微孔膜是由一聚合物材料所製成。在本發明的部分具體實施例中，該微孔膜是由聚四氟乙烯所製成。在本發明的部分具體實施例中，該微孔膜是由聚氨酯所製成。在本發明的部分具體實施例中，該微孔膜是由聚丙烯所製成。
較佳地，該織物基材是由一聚酯材料所製成。
較佳地，該染劑是一分散性染料(disperse dye)。在本發明的具體實施例中，該染劑是分散紅92或分散藍60。
較佳地，該安裝載座是呈桿狀，且在該步驟(a)中，該織物基材是捲繞於該安裝載座。
較佳地，該超臨界流體是超臨界二氧化碳。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
＜實施例1 ＞
實施例1的方法的步驟如下：
(a) 將10 g聚酯布料(購自於遠東新世紀股份有限公司，型號為75/72 SDR)捲繞於一不鏽鋼圓桿上。
(b) 將聚四氟乙烯的微孔膜(ePTFE，購自於宇明泰化工股份有限公司，型號為STF-5126，尺寸為15 cm×15 cm，厚度為35 mm，孔徑為0.2~0.8 μm)緊密且完全地包裹覆蓋於上述圓桿上的聚酯布料上，使該聚酯布料不顯露，並以棉線或尼龍線綑綁固定。
(c) 將上述固定在該圓桿上的聚酯布料及微孔膜置入一容積為1 L的熱壓釜，注入150±3 g液態二氧化碳，在流體擾動狀態下加熱至120~130℃，並灌入氣態二氧化碳加壓至250~300 bar，以形成超臨界二氧化碳，維持120 min。
(d) 降溫至60℃並恢復為常壓，拆除固定以得到經超臨界二氧化碳處理的聚酯布料。
＜實施例2 及實施例3 ＞
實施例2及實施例3的方法與實施例1相似，差異之處在於在該步驟(b)中，分別以聚丙烯微孔膜(PP，購自於釩泰公司，型號為M-PP047N045I，尺寸為15 cm×15 cm，厚度為47 mm，孔徑約為0.45 μm)及聚氨酯微孔膜(PU，購自於吉優力公司，型號為ITPUC035137，尺寸為15 cm×15 cm，厚度為35 mm，孔徑為0.2~0.6 μm)取代實施例1中的ePTFE。
＜實施例4 及實施例5 ＞
實施例4及實施例5的方法與實施例1相似，差異之處在於在該步驟(c)中，在注入液態二氧化碳之前，實施例4先將0.05 g分散紅92(Disperse Red 92)置入熱壓釜，實施例5先將0.05 g分散藍60(Disperse Blue 60)置入熱壓釜。
＜比較例1 ＞
比較例1的方法與實施例1相似，差異之處在於不進行該步驟(b)，即在進行該步驟(a)之後，該步驟(c)是將固定在該圓桿上的聚酯布料置入熱壓釜，隨後以超臨界二氧化碳處理。
＜比較例2 及比較例3 ＞
比較例2及比較例3的方法分別與實施例4及實施例5相似，差異之處在於不進行該步驟(b)，即在進行該步驟(a)之後分別將染劑置入熱壓釜，該步驟(c)是將固定在該圓桿上的聚酯布料置入熱壓釜，隨後以超臨界二氧化碳處理。
＜電子顯微鏡觀察＞
以掃描式電子顯微鏡(SEM)分別觀察實施例1、比較例1及比較例2的經超臨界二氧化碳處理的聚酯布料，其聚酯布料之最外層相反於接觸該圓桿之表面的SEM照片依序分別如圖1至圖3所示。
由圖1可以看出，實施例1的經超臨界二氧化碳處理的聚酯布料之表面光滑平整；由圖2及圖3可以看出，比較例1及比較例2的經超臨界二氧化碳處理的聚酯布料之表面上明顯附著有為數不少的殘留寡聚物顆粒(如圖2及圖3中箭頭所指)。顯示實施例1的方法相較於比較例1及比較例2的方法，能夠大幅減少附著在聚酯布料表面上的殘留寡聚物顆粒。
＜寡聚物定量分析＞
分別取50 mg實施例1~5及比較例1~3的經超臨界二氧化碳處理的聚酯布料及50 mg實施例1~4的微孔膜，以1.5 mL六氟異丙醇[CF3 CH(OH)CF3 ]及氯仿(體積比為3：2)、10 mL氯仿、5 mL甲醇溶解聚酯布料及微孔膜上的殘留寡聚物，離心並過濾後利用高效能液相層析儀(HPLC)分別對於一選定體積中的殘留寡聚物進行定量分析[動相為甲醇/乙腈(混合溶劑)，C18 HPLC管柱購自於ES Industries，填充物粒徑為3.5 μm，填充物孔徑為100 Å，填充物比表面積為350 m2 /g，沖提溫度為35℃]，並利用以下數學式1計算實施例1~5的微孔膜的殘留寡聚物攔阻率，結果分別如表1所示。 【數學式1】 殘留寡聚物攔阻率=
Figure 02_image001
×100% 【表1】
Figure 107121281-A0304-0001
由表1可以看出，實施例1~5及比較例1~3的殘留寡聚物總含量皆在10000 ppm左右，實施例1~5的微孔膜可以捕捉殘留寡聚物，攔阻率可達19.9%~46.6%，其中使用ePTFE的實施例1、4及5，攔阻殘留寡聚物的攔阻率大於40%，顯示實施例1~5的方法在無需進一步以水清洗去除寡聚物的狀態下，確實能夠將殘留寡聚物從聚酯布料上大幅轉移至微孔膜上，進而減少聚酯布料上的殘留寡聚物含量。
＜色相測量＞
利用日本NIPPON DENSHOKU公司的色差儀(型號為NE4000)分別測量上述實施例4、實施例5及比較例2、比較例3的經超臨界二氧化碳染色的聚酯布料的CIE L*值、a*值及b*值，結果如下表2所示。 【表2】
Figure 107121281-A0304-0002
由表2可以看出，實施例4及實施例5的經超臨界二氧化碳染色的聚酯布料的CIE L*值明顯小於比較例2及比較例3的CIE L*值，顯示實施例4及實施例5的方法的染色程度(著色能力)相較於比較例2及比較例3的方法來得更高；實施例4的經超臨界二氧化碳染色的聚酯布料的CIE a*值明顯大於比較例2的CIE a*值，顯示實施例4的方法對於紅色染劑(分散紅92)的染色程度相較於比較例2的方法來得更高，可使得染色聚酯成品較偏紅色；實施例5的經超臨界二氧化碳染色的聚酯布料的CIE b*值明顯小於比較例3的CIE b*值，顯示實施例5的方法對於藍色染劑(分散藍60)的染色程度相較於比較例3的方法來得更高，可使得染色聚酯成品較偏藍色。
綜上所述，本發明含有殘留寡聚物之織物基材的染色方法能夠有效減少超臨界染色過程中織物基材上的殘留寡聚物，進而提高染劑的染色程度，且完全無需經過水洗而不產生任何廢水，符合無水染色減少廢水排放的訴求，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： ［圖1］是一掃描式電子顯微鏡照片，說明本發明染色方法的實施例1的經超臨界二氧化碳處理的聚酯布料； ［圖2］是一掃描式電子顯微鏡照片，說明本發明染色方法的比較例1的經超臨界二氧化碳處理的聚酯布料；及 ［圖3］是一掃描式電子顯微鏡照片，說明本發明染色方法的比較例2的經超臨界二氧化碳處理的聚酯布料。

Claims (13)

  1. 一種含有殘留寡聚物之織物基材的染色方法，包含以下步驟： (a)將該織物基材附接於一安裝載座以形成一基材承載座，以在一熱壓釜中進行超臨界染色；及 (b) 覆蓋一微孔膜於該基材承載座的織物基材上，該微孔膜的孔洞尺寸以致當該織物基材在該熱壓釜中進行染色時，一含有染劑的超臨界流體被容許穿過該微孔膜以使該織物基材被染色，同時，該超臨界流體夾帶的殘留寡聚物被該微孔膜所攔阻。
  2. 如請求項1所述的染色方法，其中，該微孔膜的孔徑小於該殘留寡聚物的大小。
  3. 如請求項2所述的染色方法，其中，該微孔膜的孔徑範圍為0.1至1.0 μm。
  4. 如請求項3所述的染色方法，其中，該微孔膜的孔徑範圍為0.2至0.8 μm。
  5. 如請求項1所述的染色方法，其中，該微孔膜的厚度範圍為10至90 mm。
  6. 如請求項1所述的染色方法，其中，該微孔膜是由一聚合物材料所製成。
  7. 如請求項6所述的染色方法，其中，該微孔膜是由聚四氟乙烯所製成。
  8. 如請求項6所述的染色方法，其中，該微孔膜是由聚氨酯所製成。
  9. 如請求項6所述的染色方法，其中，該微孔膜是由聚丙烯所製成。
  10. 如請求項1所述的染色方法，其中，該織物基材是由一聚酯材料所製成。
  11. 如請求項1所述的染色方法，其中，該染劑是一分散性染料。
  12. 如請求項1所述的染色方法，其中，該安裝載座是呈桿狀，且在該步驟(a)中，該織物基材是捲繞於該安裝載座。
  13. 如請求項1所述的染色方法，其中，該超臨界流體是超臨界二氧化碳。
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