TWI659138B - 酸性染料組成物及其於染尼龍織物上的用途 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種染尼龍織物用的酸性染料組成物，包括：一酸性染料；以及一水溶性Ca 2+化合物；其中，以酸性染料的總重量為100重量份為基準，水溶性Ca 2+化合物的含量為0.1至50重量份。此外，本揭露更提供前述酸性染料組成物之用途，其是用於尼龍織物的染色上。

Description

酸性染料組成物及其於染尼龍織物上的用途
本揭露關於一種酸性染料組成物及其用途，由指一種酸性染料組成物及其於染尼龍織物上的用途。
隨著環保意識抬頭，現今對於織物染色後所產生的染色殘液的要求更加嚴謹，希望能在相同的染色深度下，減少染色殘液中的染料濃度。
然而，當使用傳統的酸性染料於尼龍染色時，特別是染極深色時，由於尼龍的染色席座有限，往往有染料利用率低而造成染色殘液多且得色率不佳等缺點。特別是，當以傳統的酸性染料於尼龍超細纖維染色時，由於比表面積與光折射現象，使得目視深度不佳，故於染色時需添加更多的染料，造成後續水洗過程中殘液中染料濃度增加，且需要大量的水才能清洗乾淨，含有較高染料濃度的染色殘液以及大量的廢水對環境造成危害，不符合現今環保與健康安全的訴求。
有鑑於此，目前亟需發展一種酸性染料組成物，其可在不改變染色製程及染料特性下，減少染色殘液中染料濃度，降低廢水量，以符合現今綠色化學的環保訴求。
本揭露之主要目的在於提供一種酸性染料組成物，當使用此酸性染料組成物染尼龍織物時，大幅降低染色殘液。此外，本揭露更提供使用此酸性染料組成物於染尼龍織物上的用途。
本揭露提供一種染尼龍織物用的酸性染料組成物，包括：一酸性染料；以及一水溶性Ca 2+化合物；其中，以酸性染料的總重量為100重量份為基準，水溶性Ca 2+化合物的含量為0.1至50重量份。此外，本揭露更提供前述酸性染料組成物之用途，其是用於尼龍織物的染色上。
於本揭露的酸性染料組成物，酸性染料及水溶性Ca 2+化合物是在染色前即混合完成，故可精確控制水溶性Ca 2+化合物在組成物中的添加量。因此，當使用本揭露的酸性染料組成物時，由於酸性染料及水溶性Ca 2+化合物已先混合好且彼此之間的比例已固定，於製程中無須額外添加水溶性Ca 2+化合物，染色製程簡易好操作，且不會產生酸性染料及水溶性Ca 2+化合物比例失衡的問題。再者，雖然本揭露的酸性染料組成物額外添加水溶性Ca 2+化合物，但添加有水溶性Ca 2+化合物的酸性染料組成物與未添加有水溶性Ca 2+化合物的酸性染料染色特性相似，而無須調整染色流程。此外，相較於未使用水溶性Ca 2+化合物的酸性染料進行尼龍織物染色，當使用本揭露的酸性染料組成物於尼龍織物的染色上時，可大幅減少染色殘液中的染料濃度，而能符合現今綠色化學的環保訴求。
於本揭露的酸性染料組成物及其用途中，水溶性Ca 2+化合物的種類並無特殊限制，只要於水溶劑中具有適當的溶解度即可，例如，水溶性Ca 2+化合物在20°C下於100 g的水中的溶解度係大於20 g。水溶性Ca 2+化合物的具體例子包括，但不限於，氯化鈣、醋酸鈣、硫酸鈣、或其混合物。於本揭露的一實施例中，水溶性Ca 2+化合物為氯化鈣。
於本揭露的酸性染料組成物及其用途中，以酸性染料的總重量為100重量份為基準，水溶性Ca 2+化合物的含量可為0.1至50重量份。舉例來說，以酸性染料的總重量為100重量份為基準，水溶性Ca 2+化合物的含量可為5至30重量份、5至20重量份、8至20重量分、或8至10重量分。換言之，水溶性Ca 2+化合物與酸性染料的重量比值可為5至30%、5至20%、8至20%、或8至10%。
於本揭露的酸性染料組成物及其用途中，酸性染料的種類並無特殊限制，只要是適用於尼龍織物染色上使用的酸性染料即可，例如酸性黑172 (Acid Black 172)、酸性黑ACE (Acid Black ACE)、酸性黃220 (Acid Yellow 220)、酸性紅315 (Acid Red 315)、酸性藍317 (Acid Blue 317)、酸性藍113 (Acid Blue 113)、或其混合物。於本揭露的一實施例中，酸性染料為酸性黑172、酸性黑ACE、或其混合物。
本揭露的酸性染料組成物存在的形式並無特殊限制，例如，可為固態(例如，粉末)、或溶液態。
於本揭露的酸性染料組成物的用途中，酸性染料組成物的使用量並無特殊限制，可依照所需要的染色深度及/或尼龍織物的種類做調整。舉例來說，若想要濃染尼龍織物時，以尼龍織物的使用量為100重量份為基準，酸性染料的使用量可為0.1至10重量分、1至8重量分、4至8重量分、或4至6重量分。換言之，酸性染料與尼龍織物的重量比值(o.w.f)可為0.1至10%、1至8%、4至8%、或4至6%。
於本揭露的酸性染料組成物的用途中，尼龍織物可為尼龍或超細尼龍。特別是，若以未使用水溶性Ca 2+化合物的酸性染料染超細尼龍時，由於超細尼龍比表面積與光折射現象，使得目視深度不佳，需使用更多酸性染料進行染色，造成環境的危害；然而，當超細尼龍以本揭露所提供的酸性染料組成物染色時， 即便未增加酸性染料的使用量，仍能達到所需的染色深度，且染色殘液中的染料濃度較低且染料分子的有效利用率較高，符合現今對於環保的需求。
以下係藉由具體實施例說明本揭露之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本揭露之其他優點與功效。本揭露亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可針對不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。
於本揭露的下述實施例中，係使用不同酸性染料組成物對超細尼龍進行染色。其中，染色與水洗步驟及檢測步驟約略如下。
染色步驟：將欲染酸性染料對尼龍織物百分比重量(%o.w.f)與pH5酸性緩衝溶液，放入染色器具中，添加水量至對尼龍織物重的20倍(浴比1:20)，緩慢升溫保持每分鐘1.0-1.5˚C/min，升溫至98˚C然後持溫30分鐘後取出尼龍織物，染色殘液測試光吸收度，尼龍織物進行水洗。
水洗步驟：染色完成後，取出尼龍織物，讓尼龍織物保持200%的帶液率，放入固定水量的染色容器中，(總水量與織物比例為1:20)，常溫下洗10min取出，循環3次。
檢測步驟：將染色殘液放入寬度1cm的石英管中，使用UV/VIS光譜儀測試可見光吸收度，可見光波段(400~700nm)掃描，取最高吸收值
水中化學需氧量(COD)檢測方法
水樣加入過量重鉻酸鉀溶液，在約50%硫酸溶液中迴流，剩餘之重鉻酸鉀，以硫酸亞鐵銨溶液滴定，由消耗之重鉻酸鉀量，即可求得水樣中化學需氧量(Chemical Oxygen Demand，簡稱COD)，此表示樣品中可被氧化有機物的含量。
水中真色色度(ADMI)檢測方法
真色是指水樣去除濁度後之顏色。水樣利用分光光度計在 590 nm、540 nm 及 438 nm 三個波長測量透光率，由透光率計算三色激值(Tristimulus Value)及孟氏轉換值(Munsell Values)，最後利用亞當 - 尼克森色值公式(Adams - Nickerson chromatic value formula)算出中間值(DE，Delta E或稱Delta Error)。其中，DE 值(Delta E 或稱 Delta Error)為色度量測之計算值，此數值的基準，係以約相當於商業用品最大可接受的色差為一單位。DE 值與標準品檢量線比對可求得樣品之真色色度值(ADMI 值，美國染料製造協會，American Dye Manufacturers Institute)。
實施例1
將Acid Black 172與CaCl 2混合，對超細尼龍織物及雙面針織尼龍織物進行染色；於本實施例中，添加水量至對尼龍織物重的10倍(浴比1:10)。其中，酸性染料與尼龍織物的重量比值為5%。結果係如下表1所示。
表1
Acid Black 172 (o.w.f) Ca化合物所佔染料 CaCl2(o.w.f) 超細纖維 PM5/20D 染後殘液ABS值 雙面針織 70D/24f 染後殘液ABS值
5% 0.00% 0.00% 22200 12360
5% 0.50% 0.03% 17720 10200
5% 1.00% 0.05% 14280 8820
5% 2.00% 0.10% 10880 5900
5% 4.00% 0.20% 4860 2510
5% 8.00% 0.40% 1558 851
5% 12.00% 0.60% 912 547
5% 16.00% 0.80% 581 447
5% 20.00% 1.00% 461 379
5% 24.00% 1.20% 424 333
5% 30.00% 1.50% 375 281
如表1結果所示，當將CaCl 2與酸性染料合併使用染超細尼龍織物時，染色後殘液色度明顯降低。
實施例2
將Acid Black 172與Ca(CH 3COO) 2混合，對超細尼龍織物進行染色；於本實施例中，添加水量至對尼龍織物重的10倍(浴比1:10)。其中，酸性染料與尼龍織物的重量比值為5%。結果係如下表2所示。
表2
Acid Black 172 (o.w.f) Ca化合物所佔染料 Ca(CH3COO)2(o.w.f) 超細纖維 PM5/20D 染後殘液ABS值 雙面針織 70D/24f 染後殘液ABS值
5% 0.00% 0.00% 15720 19040
5% 0.50% 0.03% 14400 15200
5% 1.00% 0.05% 12820 12760
5% 2.00% 0.10% 9480 10190
5% 4.00% 0.20% 6150 6370
5% 8.00% 0.40% 2333 2680
5% 12.00% 0.60% 1383 1597
5% 16.00% 0.80% 1037 1208
5% 20.00% 1.00% 882 1034
5% 24.00% 1.20% 754 832
5% 30.00% 1.50% 691 718
如表2結果所示，當將Ca(CH 3COO) 2與酸性染料合併使用染超細尼龍織物時，染色後殘液色度明顯降低。
實施例3
將Acid Black 172與CaCl 2混合，對超細尼龍織物進行染色。其中，未添加CaCl 2時，酸性染料與尼龍織物的重量比值為9.5%；而添加有CaCl 2時，酸性染料與尼龍織物的重量比值為6%，CaCl 2與酸性染料的重量比值為8%。其中，添加有CaCl 2時，雖然酸性染料與尼龍織物的重量比值較低，仍可得到與未添加有CaCl 2的酸性染料相同的染色深度。結果係如下表3所示。
表3
染料 Acid Black 172 Acid Black 172+CaCl2
同力度染料用量 9.5% 6%
染後殘液ABS值 83040 9490
水洗第1次後殘液ABS值 8260 1505
水洗第2次後殘液ABS值 2700 874
水洗第3次後殘液ABS值 1537 583
如表3結果所示，當將CaCl 2與酸性染料合併使用染超細尼龍織物時，酸性染料的用量更少，染色殘液色度較低，且尼龍超細纖維染色深度較佳。
此外，本實施例更測量染後殘液及水洗3次後的整體殘液的高氧化需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)及美國染料製造協會真色色度值(American Dye Manufacturers Institute, ADMI)值。結果如下表4所示。
表4
染料名稱 染後殘液 整體殘液
COD ADMI COD ADMI
Acid Black 172 7,680 129,370 2,820 40,581
Acid Black 172+CaCl2 4,960 12,487 1,540 4,314
如表4結果所示，當將CaCl 2與酸性染料合併使用染超細尼龍織物時，染後殘液及水洗殘液的COD及ADMI值顯著降低，更能符合現今綠色化學的環保訴求。
實施例4
將Acid Yellow 220 (Y-220)與CaCl 2混合，對超細尼龍織物進行染色。其中，未添加CaCl 2時，酸性染料與尼龍織物的重量比值分別為1%及4%；而添加有CaCl 2時，酸性染料與尼龍織物的重量比值為分別1%及4%，CaCl 2與酸性染料的重量比值為8%。結果如下表5所示。
表5
ABS值
染料 染後殘液 水洗第1次後殘液 水洗第2次後殘液 水洗第3次後殘液
Y-220 (1%) 58 9 8 8
Y-220 (4%) 361 56 40 43
Y-220 (1.0%) + CaCl2 (8%) 44 12 10 10
Y-220 (4.0%) + CaCl2 (8%) 183 87 52 70
實施例5
將Acid Red 315 (R-315)與CaCl 2混合，對超細尼龍織物進行染色。其中，未添加CaCl 2時，酸性染料與尼龍織物的重量比值分別為1%及4%；而添加有CaCl 2時，酸性染料與尼龍織物的重量比值為分別1%及4%，CaCl 2與酸性染料的重量比值為8%。結果如下表6所示。
表6
ABS值
染料 染後殘液 水洗第1次後殘液 水洗第2次後殘液 水洗第3次後殘液
R-315 (1%) 35 6 5 4
R-315 (4%) 10950 1390 938 580
R-315 (1.0%) + CaCl2 (8%) 13 1 1 1
R-315 (4.0%) + CaCl2 (8%) 1469 256 237 170
實施例6
將Acid Blue 317 (B-317)與CaCl 2混合，對超細尼龍織物進行染色。其中，未添加CaCl 2時，酸性染料與尼龍織物的重量比值分別為1%及4%；而添加有CaCl 2時，酸性染料與尼龍織物的重量比值為分別1%及4%，CaCl 2與酸性染料的重量比值為8%。結果如下表7所示。
表7
ABS值
染料 染後殘液 水洗第1次後殘液 水洗第2次後殘液 水洗第3次後殘液
B-317 (1%) 47 11 10 10
B-317 (4%) 1683 173 76 31
B-317 (1.0%) + CaCl2 (8%) 46 9 9 9
B-317 (4.0%) + CaCl2 (8%) 284 55 37 28
實施例7
將Acid Blue 113 (B-113)與CaCl 2混合，對超細尼龍織物進行染色。其中，未添加CaCl 2時，酸性染料與尼龍織物的重量比值分別為1%及4%；而添加有CaCl 2時，酸性染料與尼龍織物的重量比值為分別1%及4%，CaCl 2與酸性染料的重量比值為8%。結果如下表8所示。
表8
ABS值
染料 染後殘液 水洗第1次後殘液 水洗第2次後殘液 水洗第3次後殘液
B-113 (1%) 46 6 5 4
B-113 (4%) 8320 1081 987 841
B-113 (1.0%) + CaCl2 (8%) 53 7 5 5
B-113 (4.0%) + CaCl2 (8%) 661 127 71 53
如表5至表8結果所示，當將CaCl 2與酸性染料合併使用染超細尼龍織物時，在酸性染料與尼龍織物的重量比值為4%的情形下，可得到更少的染色殘液色度，亦即減少水洗殘液中染料的濃度，大幅減少水洗所產生的廢水量。
實施例8
將Acid Black 172分別與CaSO 4及CaCl 2混合，對超細尼龍織物進行染色。酸性染料與尼龍織物的重量比值均為6%。CaCl 2與酸性染料的重量比值為8%。CaSO 4與酸性染料的重量比值為7.37%。結果係如下表9所示。
表9
ABS值
染料 染後殘液 水洗第1次後殘液 水洗第2次後殘液 水洗第3次後殘液
Acid Black 172(6%) + CaCl2 (8%) 2390 348 291 198
Acid Black 172(6%) + CaSO4 (7.37%) 2681 378 315 251
Acid Black 172(6%) 22800 2708 1391 949
如表9結果所示，在鈣離子當量濃度相同的情況下，添加CaCl 2與添加CaSO 4均有降低染色殘液及後續水洗殘液的效果，其中，以添加CaCl 2的效果較佳。
綜上所述，本揭露的酸性染料組成物，經由添加適量的水溶性Ca 2+化合物，可降低濃染時的染色殘液濃度，大量降低水洗時所產生的廢水，以因應現今綠色化學的環保訴求。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本揭露所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
無。
無。

Claims (14)

  1. 一種染尼龍織物用的酸性染料組成物，包括： 一酸性染料；以及 一水溶性Ca 2+化合物； 其中，以該酸性染料的總重量為100重量份為基準，該水溶性Ca 2+化合物的含量為0.1至50重量份。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之酸性染料組成物，其中該水溶性Ca 2+化合物在20°C下於100 g的水中的溶解度係大於20 g。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之酸性染料組成物，其中該水溶性Ca 2+化合物為氯化鈣、醋酸鈣、硫酸鈣、或其混合物。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之酸性染料組成物，其中該水溶性Ca 2+化合物為氯化鈣。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之酸性染料組成物，其中該水溶性Ca 2+化合物的含量為5至30重量份。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之酸性染料組成物，其中該酸性染料為酸性黑172 (Acid Black 172)、酸性黑ACE (Acid Black ACE)、酸性黃220 (Acid Yellow 220)、酸性紅315 (Acid Red 315)、酸性藍317 (Acid Blue 317)、酸性藍113 (Acid Blue 113)、或其混合物。
  7. 一種酸性染料組成物之用途，其是用於尼龍織物的染色上，其中，該酸性染料組成物包括： 一酸性染料；以及 一水溶性Ca 2+化合物； 其中，以該酸性染料的總重量為100重量份為基準，該水溶性Ca 2+化合物的含量為0.1至50重量份。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之用途，其中該水溶性Ca 2+化合物在20°C下於100 g的水中的溶解度係大於20 g。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之用途，其中該水溶性Ca 2+化合物為氯化鈣、醋酸鈣、硫酸鈣、或其混合物。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之用途，其中該水溶性Ca 2+化合物為氯化鈣。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之用途，其中該水溶性Ca 2+化合物的含量為5至30重量份。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之用途，其中該酸性染料為酸性黑172、酸性黑ACE、酸性黃220、酸性紅315、酸性藍317、酸性藍113、或其混合物。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之用途，其中以該尼龍織物的使用量為100重量份為基準，該酸性染料的使用量為3至10重量分。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之用途，其中該尼龍織物為尼龍超細纖維織物。
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