TWI445734B - 親水性陽離子可染耐隆材料及親水性雙色調耐隆纖維的製造方法 - Google Patents

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親水性陽離子可染耐隆材料及親水性雙色調耐隆纖維的製造方法
本發明是有關於一種耐隆(nylon)材料以及耐隆纖維的製造方法，且特別是有關於一種親水性陽離子可染耐隆材料及親水性雙色調耐隆纖維的製造方法。
耐隆是一種常見的人造纖維原料，其可以製成耐隆纖維單獨製作成衣物，也可以與棉、麻、毛等各項天然纖維混紡製作成織物(textile)。在全世界的衣料纖維素材中，耐隆纖維佔有很大的市場。
一般來說，一般常規型耐隆纖維本身不具親水性質，因此以傳統耐隆纖維製成的紡織品比較不舒適。而隨著紡織工業的發展，已經有人提出藉由對耐隆材料之表面進行改質，以使其具有親水性質。然而，目前所提出的改質方式雖可改善耐隆材料的親水性，然其親水程度仍不足。
此外，將耐隆材料應用於紡織品時，經常會需要對其進行染色程序，以使紡織品具有多樣的色彩。如果能夠使耐隆材料兼具高度親水性以及可染色之雙重性質，將可使此種耐隆材料更廣泛的應用於紡織工業，並增加紡織產品的舒適度與美觀。
本發明提供一種親水性陽離子可染耐隆材料的製造方法，其可以使耐隆材料具有高度親水性，並且同時具有陽離子可染性質。
本發明提供一種親水性雙色調耐隆纖維的製造方法，其所形成的耐隆纖維具有高度親水性質且具有雙重顏色調性。
本發明提出一種親水性陽離子可染耐隆材料的製造方法。此方法首先提供一耐隆6原料、一具有陽離子可染基團之單體以及一親水性聚合物，其中具有陽離子可染基團之單體包括間苯二甲酸5-磺酸鈉鹽或間苯二甲酸5-磺酸鋰鹽，且親水性聚合物包括聚乙醚二胺。將耐隆6原料、具有陽離子可染基團之單體以及親水性聚合物混合成一混合物並進行一共聚合反應，以形成一親水性陽離子可染耐隆材料，其中具有陽離子可染基團之單體佔混合物總量的0.1～10mole%，且親水性聚合物佔混合物總量的1～20wt%。
根據本發明之一實施例，上述耐隆6原料包括己內醯胺。
根據本發明之一實施例，上述於進行該共聚合反應時，更包括加入一共聚合劑。
根據本發明之一實施例，上述共聚合劑包括己二胺。
根據本發明之一實施例，上述具有陽離子可染基團之單體佔混合物總量的3mole%，且親水性聚合物混合物總量的10wt%。
本發明另提出一種親水性雙色調耐隆纖維的製造方法。此方法首先製備一親水性陽離子可染耐隆材料，其中製備此親水性陽離子可染耐隆材料的方法包括提供一耐隆6原料、一具有陽離子可染基團之單體以及一親水性聚合物，其中具有陽離子可染基團之單體包括間苯二甲酸5-磺酸鈉鹽或間苯二甲酸5-磺酸鋰鹽，且親水性聚合物包括聚乙醚二胺。將耐隆6原料、具有陽離子可染基團之單體以及親水性聚合物混合成一混合物並進行一共聚合反應，以形成一親水性陽離子可染耐隆材料，其中具有陽離子可染基團之單體佔混合物總量的0.1～10mole%，且親水性聚合物佔混合物總量的1～20Wt%。接著，提供一耐隆材料。然後，將親水性陽離子可染耐隆材料以及耐隆材料進行一併紗程序以形成一併紗纖維，其中所述併紗纖維材料是由一親水性陽離子可染耐隆纖維以及一耐隆纖維所構成。之後，將併紗纖維進行雙色調染色程序，以使併紗纖維中的親水性陽離子可染耐隆纖維使用塩基性染料染色、酸性染料染色或是兩者之組合。
根據本發明之一實施例，上述耐隆材料包括一常規耐隆纖維。
根據本發明之一實施例，上述雙色調染色程序包括使用一塩基性染料、一酸性染料或是兩者之組合。
根據本發明之一實施例，上述耐隆6原料包括己內醯胺。
根據本發明之一實施例，上述於進行該共聚合反應時，更包括加入一共聚合劑。
根據本發明之一實施例，上述共聚合劑包括己二胺。
根據本發明之一實施例，上述具有陽離子可染基團之單體佔混合物總量的3mole%，且親水性聚合物混合物總量的10wt%。
基於上述，由於本發明在耐隆材料的聚合步驟中加入了具有陽離子可染基團之單體以及親水性聚合物，因此所形成的耐隆材料具有高度親水性並且同時具有陽離子可染性質。使用此種耐隆材料的紡織品具有舒適以及雙色亮麗的優點。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本發明提出一種親水性陽離子可染耐隆材料的製造方法。此方法首先提供一耐隆6原料、一具有陽離子可染基團之單體以及一親水性聚合物。特別是，上述之具有陽離子可染基團之單體包括間苯二甲酸5-磺酸鈉鹽(5-(sodiumsulpho)isophthalic acid,SIPA)或間苯二甲酸5-磺酸鋰鹽(5-(lithiumsulpho)isophthalic acid,LIPA)。上述之親水性聚合物包括聚乙醚二胺(polyethyleneoxy diamine,PEODA)。根據本發明之一實施例，上述之耐隆6原料包括己內醯胺(caprolactam,CPL)。
接著，將上述之耐隆6原料(CPL)、具有陽離子可染基團之單體(SIPA)以及親水性聚合物(PEODA)混合成一混合物並進行一共聚合反應，以形成一親水性陽離子可染耐隆材料。上述共用聚合反應之反應式如下：
更詳細來說，耐隆6原料(CPL)先與水反應以進行一開環反應之後，接著便可與具有陽離子可染基團之單體(SIPA)以及親水性聚合物(PEODA)進行共聚合反應，如下：
根據本發明之實施例，上述之具有陽離子可染基團之單體(SIPA)佔混合物總量的0.1～10mole%。親水性聚合物(PEODA)佔混合物總量的1～20wt%，且親水性聚合物(PEODA)中的n值介於10～200。值得一提的是，所形成的共聚合物中的x值以及y值將根據所使用的具有陽離子可染基團之單體(SIPA)以及親水性聚合物(PEODA)的量而定。在此，具有陽離子可染基團之單體(SIPA)以及親水性聚合物(PEODA)的使用量越高可以使得所形成的共聚合物具有越高的親水性質。但是如果具有陽離子可染基團之單體(SIPA)的使用量超過10mole%且親水性聚合物(PEODA)的使用量超過20wt%，將會影響共聚合物的可紡絲性質。因此，根據本發明之較佳實施例，在兼具可紡絲性質以及高親水性質的前提之下，上述具有陽離子可染基團之單體(SIPA)較佳的是佔混合物總量的3mole%，且親水性聚合物(PEODA)較佳的是佔混合物總量的10wt%。
根據本發明之一較佳實施例，於進行上述之共聚合反應時，更包括加入一共聚合劑，此共聚合劑例如包括己二胺。
承上所述，根據上述之共聚合反應，可得到的共聚合物包括下列幾種形式：
a. -COO- -CPL-PEODA-CPL-SIPA-CPL
b. -COO- -CPL-PEODA-SIPA- CPL
c. -COO- -CPL-CPL-PEODA-CPL-SIPA
d. -NH2 -CPL-SIPA-CPL-PEODA-CPL
e. -NH2 -CPL-SIPA-PEODA-CPL
f. -NH2 -CPL-CPL-SIPA-CPL
由於上述a～e共聚合物中都包含有具有陽離子可染基團之單體(SIPA)以及親水性聚合物(PEODA)，因此具有親水性以及陽離子可染性質。
依照上述聚合反應所得到的親水性陽離子可染耐隆材料(共聚合物)可以用來形成親水性雙色調耐隆纖維，詳細說明如下：
圖1A至圖1C是根據本發明一實施例之形成親水性雙色調耐隆纖維的流程示意圖。請參照圖1A，首先將依照上述聚合反應所得到的親水性陽離子可染耐隆材料(共聚合物)放置於紡絲裝置102中，並且將一耐隆材料放置於紡絲裝置104中。在本實施例中，放置於紡絲裝置104中之耐隆材料例如是一常規耐隆材料。根據其他實施例，放置於紡絲裝置104中之耐隆材料亦可以是其他種經改質之耐隆材料。
之後，從紡絲裝置102所紡出的親水性陽離子可染耐隆纖維102a以及從紡絲裝置104所紡出的耐隆纖維104a將進行一併紗程序108，以形成一併紗纖維110。上述之併紗程序108是採用一般已知且常用的併紗設備來進行，因此本文不再對此作描述。
在圖1A之併紗程序108之後所形成的併紗纖維110如圖1B所示，其是由親水性陽離子可染耐隆纖維110b以及耐隆纖維110a所構成。
接著，對圖1B之併紗纖維進行耐隆6原料，以形成如圖1C所示之併紗纖維110。根據本發明之一實施例，雙色調染色程序包括使用一塩基性染料、一酸性染料或塩基性染料與酸性染料兩者同時使用。
由於併紗纖維110中之親水性陽離子可染耐隆纖維110b具有陽離子可染基團，因此上述之雙色調染色程序可以使得親水性陽離子可染耐隆纖維110b藉由塩基性染料、酸性染料或兩者之組合而染色，而一般耐隆6纖維則藉由酸性染料上色。而經上述雙色調染色程序之後所形成之併紗纖維110也就是雙色調耐隆纖維。另外，因親水性陽離子可染耐隆纖維110b本身具有高度親水性，因此圖1C所示之併紗纖維110即為兼具高親水性以及雙色調之耐隆纖維。
以下將例舉數個實例，以說明利用本發明之方法所製出的耐隆材料以及耐隆纖維具有高度親水性。
圖2是飽和吸水率與親水性聚合物(PEODA)使用量之關係圖。在圖2中，其所測試的是單獨使用親水性聚合物(PEODA)與耐隆6原料進行聚合反應所得到之親水性耐隆材料。圖2之X軸表示親水性聚合物(PEODA)使用量，Y軸表示飽和吸水率。測試條件為將10g的耐隆材料浸泡於水中24小時，之後量測其飽和吸水率。由圖2可知，親水性聚合物(PEODA)使用量越高則飽和吸水率越高。
圖3是回潮率與暴露於特定濕度之時間的關係圖。圖3顯示出使用0wt%、2wt%、4wt%、6wt%、8wt%、15wt%、20wt%的親水性聚合物(PEODA)之耐隆材料，其回潮率與暴露於特定濕度之時間的關係。在圖3中，其所測試的是同樣是僅單獨使用親水性聚合物(PEODA)與耐隆6原料進行聚合反應所得到之親水性耐隆材料。圖3之X軸表示時間，Y軸表示回潮率。測試條件為將10g的耐隆材料暴露於溫度25℃且相對濕度為65%的環境中。之後，量測其飽和吸水率。由圖3可知，耐隆材料暴露於溫度25℃且相對濕度為65%的環境的時間越長，其回潮率越高。同樣地，在耐隆材料中的親水性聚合物(PEODA)使用量越高，其回潮率也越高。
圖4列示出比較例1-3以及實例之回潮率(%)以及回潮率差(△MR%)。在圖4中，比較例1所測試的是常規耐隆纖維，也就是未經特殊改質處理的耐隆纖維。比較例2所測試的是使用8wt%親水性聚合物(PEODA)與耐隆6原料進行聚合反應並進行紡絲程序之後所得到之親水性耐隆纖維。比較例3所測試的是使用2.02mole%具有陽離子可染基團之單體(SIPA)與耐隆6原料進行聚合反應並進行紡絲程序之後所得到之親水性耐隆纖維。實例所測試的是使用8wt%親水性聚合物(PEODA)以及0.55mole%具有陽離子可染基團之單體(SIPA)與耐隆6原料進行聚合反應並進行紡絲程序之後所得到之親水性耐隆纖維。
由圖4可知，實例所顯示出的回潮率以及回潮率差皆相較於比較例1～3來得優越。因此可以證明，本發明同時使用親水性聚合物(PEODA)以及具有陽離子可染基團之單體(SIPA)與耐隆6原料進行聚合反應並進行紡絲程序之後所得到之親水性耐隆纖維，具有甚佳的親水性質。在考量可紡絲性質的前提之下，纖維具有越高的親水性質，將使得所製出的紡織品具有越佳的舒適度。
綜上所述，由於本發明在耐隆材料的聚合步驟中加入了具有陽離子可染基團之單體以及親水性聚合物，因此所形成的耐隆材料具有高度親水性並且同時具有陽離子可染性質。因此，使用此種耐隆材料的紡織品具有舒適以及雙色亮麗的優點。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
102、104．．．紡絲裝置
102a．．．親水性陽離子可染耐隆纖維
104a．．．耐隆纖維
110．．．併紗纖維
110a．．．耐隆纖維
110b．．．親水性陽離子可染耐隆纖維
圖1A至圖1C是根據本發明一實施例之形成親水性雙色調耐隆纖維的流程示意圖。
圖2是飽和吸水率與親水性聚合物(PEODA)使用量之關係圖。
圖3是回潮率與暴露於特定濕度之時間的關係圖。
圖4列示出比較例1-3以及實例之回潮率(%)以及回潮率差(△MR%)。
102、104．．．紡絲裝置
102a．．．親水性陽離子可染耐隆纖維
104a．．．耐隆纖維
110．．．併紗纖維

Claims (12)

  1. 一種親水性陽離子可染耐隆材料的製造方法，包括：提供一耐隆6原料、一具有陽離子可染基團之單體以及一親水性聚合物，其中該具有陽離子可染基團之單體包括間苯二甲酸5-磺酸鈉鹽或間苯二甲酸5-磺酸鋰鹽，且該親水性聚合物包括聚乙醚二胺；以及將該耐隆6原料、該具有陽離子可染基團之單體以及該親水性聚合物混合成一混合物並進行一共聚合反應，以形成一親水性陽離子可染耐隆材料，其中根據上述之共聚合反應所可得到的共聚合物包括：a.-COO- -CPL-PEODA-CPL-SIPA-CPL b.-COO- -CPL-PEODA-SIPA-CPL c.-COO- -CPL-CPL-PEODA-CPL-SIPA d.-NH2 -CPL-SIPA-CPL-PEODA-CPL e.-NH2 -CPL-SIPA-PEODA-CPL f.-NH2 -CPL-CPL-SIPA-CPL，其中該具有陽離子可染基團之單體佔該混合物總量的0.1~10mole%，且該親水性聚合物佔該混合物總量的1~20wt%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之親水性陽離子可染耐隆材料的製造方法，其中該耐隆6原料包括己內醯胺。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之親水性陽離子可染 耐隆材料的製造方法，其中於進行該共聚合反應時，更包括加入一共聚合劑。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之親水性陽離子可染耐隆材料的製造方法，其中該共聚合劑包括己二胺。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之親水性陽離子可染耐隆材料的製造方法，其中該具有陽離子可染基團之單體佔該混合物總量的3mole%，且該親水性聚合物該混合物總量的10wt%。
  6. 一種親水性雙色調耐隆纖維的製造方法，包括：製備一親水性陽離子可染耐隆材料，其中製備該親水性陽離子可染耐隆材料的方法包括：提供一耐隆6原料、一具有陽離子可染基團之單體以及一親水性聚合物，其中該具有陽離子可染基團之單體包括間苯二甲酸5-磺酸鈉鹽或間苯二甲酸5-磺酸鋰鹽，且該親水性聚合物包括聚乙醚二胺；以及將該耐隆6原料、該具有陽離子可染基團之單體以及該親水性聚合物混合成一混合物並進行一共聚合反應，以形成一親水性陽離子可染耐隆材料，其中根據上述之共聚合反應所可得到的共聚合物包括：a.-COO- -CPL-PEODA-CPL-SIPA-CPL b.-COO- -CPL-PEODA-SIPA-CPL c.-COO- -CPL-CPL-PEODA-CPL-SIPA d.-NH2 -CPL-SIPA-CPL-PEODA-CPL e.-NH2 -CPL-SIPA-PEODA-CPL f.-NH2 -CPL-CPL-SIPA-CPL，其中該具有陽離子可染基團之單體佔該混合物總量的0.1~10mole%，且該親水性聚合物佔該混合物總量的1~20wt%，提供一耐隆材料；將該親水性陽離子可染耐隆材料以及該耐隆材料進行一併紗程序以形成一併紗纖維，其中所述併紗纖維材料是由一親水性陽離子可染耐隆纖維以及一耐隆纖維所構成；以及將該併紗纖維進行一雙色調染色程序包括使用一塩基性染料及一酸性染料染色程序，以使併紗纖維中的親水性陽離子可染耐隆纖維進行一塩基性染料染色、一酸性染料或兩者之組合。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之親水性雙色調耐隆纖維的製造方法，其中該耐隆材料包括一常規耐隆纖維。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之親水性雙色調耐隆纖維的製造方法，其中該雙色調染色程序包括使用一塩基性染料、一酸性染料或兩者之組合。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之親水性雙色調耐隆纖維的製造方法，其中該耐隆6原料包括己內醯胺。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之親水性雙色調耐隆纖維的製造方法，其中於進行該共聚合反應時，更包括加入一共聚合劑。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之親水性雙色調耐隆纖維的製造方法，其中該共聚合劑包括己二胺。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之親水性雙色調耐隆纖維的製造方法，其中該具有陽離子可染基團之單體佔該混合物總量的3mole%，且該親水性聚合物該混合物總量的10wt%。
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